DE102007063210A1 - Medicines for the treatment of phantom phenomena - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arzneimittel zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder des Phantomschmerzes, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Arzneimittels sowie ein Verfahren zur Behandlung dieser Phantomphänomene.The present invention relates to a medicament for the treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain, a process for the preparation of such a medicament and a process for the treatment of these phantom phenomena.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arzneimittel zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder des Phantomschmerzes, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Arzneimittels sowie ein Verfahren zur Behandlung dieser Phantomphänomene.The The present invention relates to a pharmaceutical composition for the treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain, a procedure for the preparation of such a medicament and a method for the treatment of these phantom phenomena.

Unter dem Phantomphänomen des Tinnitus werden von einem Patienten wahrgenommene Geräusche verstanden, die durch das Ohr und das auditorische System erzeugt werden. Tinnitus, der erst seit wenigen Wochen bis drei Monaten besteht, wird als akuter Tinnitus bezeichnet. Besteht der Tinnitus länger als ein Jahr, wird er als chronisch bezeichnet. Nach epidemiologischen Erhebungen sind in Deutschland ca. drei Millionen Erwachsene. In allen Altersstufen schwanken die Zahlen der von chronischem Tinnitus Betroffenen je nach Studie zwischen 4,4% und 15%. Global betrachtet kommt es jährlich bei ca. zehn Millionen Menschen zu Tinnitus, der bei ca. 340.000 von einer akuten in eine chronische Form übergeht, sog. Neuerkrankungsrate.Under The phantom phenomenon of tinnitus is by a patient perceived sounds understood through the ear and the auditory system are generated. Tinnitus, the first since A few weeks to three months is considered acute tinnitus designated. If the tinnitus persists for more than a year, will he calls it chronic. According to epidemiological surveys are in Germany about three million adults. At all ages The numbers of those affected by chronic tinnitus vary according to study between 4.4% and 15%. Globally, it comes in every year About ten million people have tinnitus, which is around 340,000 from an acute to a chronic form, so-called new disease rate.

Zu den vielfältigen Ursachen des Tinnitus gehören chronische Lärmschädigungen, akute Knallverletzungen des Gehörs, Hörsturz und anderweitige Erkrankungen, die mit einem Hörverlust einhergehen. Zusammenhänge mit Innenohrschwerhörigkeit als chronisch-fortschreitende Form oder als Lärmschwerhörigkeit, gefolgt von Morbus Menière und Hörsturz stehen gemäß klinischen Studien bei mehr als zwei Drittel im Zusammenhang mit Tinnitus. An der Entstehung und Aufrechterhaltung des Tinnitus sind auch Erkrankungen der Halswirbelsäule sowie des Kiefergelenks und Kaumuskelsystems beteiligt. Tinnitus scheint auch eine psychische Komponente aufzuweisen, so dass in diesem Zusammenhang von psychogenem Tinnitus gesprochen wird. In vielen Fällen lässt sich jedoch trotz intensiver Diagnostik keine sichere Ursache des Tinnitus erkennen.To belong to the multiple causes of tinnitus chronic noise damage, acute bang injuries of hearing, hearing loss and other diseases, associated with a hearing loss. relationships with inner ear hearing loss as a chronic progressive Form or as noise deafness, followed by Meniere's disease and acute hearing loss are clinical Studies in more than two thirds related to tinnitus. At the origin and maintenance of tinnitus are also diseases the cervical spine as well as the temporomandibular joint and the musculoskeletal system involved. Tinnitus also seems to have a psychic component so talked about psychogenic tinnitus in this context becomes. In many cases, however, can be despite intensive diagnosis does not detect a safe cause of tinnitus.

Derzeit wird Tinnitus mit psychosomatischer Behandlung, Relaxationstherapie, Biofeedback, Hypnotherapie, elektrischer Stimulation, Lidocain, Iontophorese oder Maskierung therapiert. Hierbei handelt es sich jedoch um ausschließlich symptomatische Therapiekonzepte.Currently is tinnitus with psychosomatic treatment, relaxation therapy, Biofeedback, hypnotherapy, electrical stimulation, lidocaine, Iontophoresis or masking therapy. This is it but only symptomatic therapy concepts.

Die WO 02/15907 A1 schlägt die Behandlung von Tinnitus durch die Verabreichung des Kalium-Kanal-Öffners Flupirtin vor. Diese Behandlung hat den Nachteil, dass es sich bei Flupirtin zusätzlich um ein muskelrelaxierendes Analgetikum handelt, wodurch eine Applikation mit nicht zu tolerierenden Nebenwirkungen verbunden wäre.The WO 02/15907 A1 suggests the treatment of tinnitus by the administration of the potassium channel opener flupirtin. This treatment has the disadvantage that flupirtine is additionally a muscle-relaxing analgesic, whereby an application with unacceptable side effects would be associated.

Wang et al. (2000), Evaluating effects of some medicine on tinnitus with animal behavioral model in rats, Zhonghua Er. Bi. Yan. Hou. Ke. Za. Zhi. 35 (5) , abstract, schlagen die Verabreichung von Nimodipin zur Behandlung von Tinnitus vor. Bei Nimodipin handelt es sich um einen Inhibitor des Ca++-Kanals Cav1.3. Dabei hat sich allerdings ergeben, dass die Blockade des Cav1.3-Kanals im auditorischen System unmittelbar zur Taubheit führen würde, so dass Nimodipin für die Behandlung von Tinnitus gänzlich ungeeignet ist. Wang et al. (2000), Evaluating effects of some tinnitus with animal behavioral model in rats, Zhonghua Er. Bi. Yan. Hou. Ke. Za. Zhi. 35 (5) , abstract, suggest the administration of nimodipine for the treatment of tinnitus. Nimodipine is an inhibitor of the Ca ++ channel Cav1.3. It has been found, however, that the blockage of the Cav1.3 channel in the auditory system would lead directly to deafness, so that nimodipine is completely unsuitable for the treatment of tinnitus.

In der WO 2004/022069 A1 werden als eine der möglichen Ursachen von Tinnitus aberrante NMDA(N-Methyl-D-Aspartat)-Rezeptoren beschrieben. Diese veränderten sog. Glutamatrezeptorkanäle, die u. a. von auditorischen Nervenzellen exprimiert werden, führen zu verstärktem Einstrom von Calcium in die Zelle. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, zur Behandlung von Tinnitus NMDA-Rezeptor-Antagonisten einzusetzen. Völlig unklar bleibt allerdings, ob mit diesen Substanzen die akute oder chronische Situation des Tinnitus zu behandeln ist. Ferner finden sich keinerlei Hinweise, wie die Applikation der Substanzen zu erfolgen hat.In the WO 2004/022069 A1 are described as one of the possible causes of tinnitus-aberrant NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptors. These altered so-called glutamate receptor channels, which are expressed among others by auditory nerve cells, lead to increased influx of calcium into the cell. In this document, it is proposed to use NMDA receptor antagonists for the treatment of tinnitus. However, it remains completely unclear whether the acute or chronic situation of tinnitus should be treated with these substances. Furthermore, there are no indications as to how the application of the substances has to be made.

In der DE 101 24 953 A1 wird ein Behandlungskonzept bei Tinnitus vorgeschlagen, das in der Stimulation der Expression des „Brain-derived Nerve Growth Factors" (BDNF) liegt. Die dortigen Autoren beschreiben auf der Grundlage eines Tiermodelles, dass bei chronischem Tinnitus in der Cochlea und im Inferioren Colliculus eine Erniedrigung der BDNF-Expression vorherrscht, weshalb als therapeutischer Ansatz die Stimulation der BDNF-Expression vorgeschlagen wird. Die dortigen Autoren haben jedoch ganz konkret und ausschließlich die Situation bei chronischem Tinnitus untersucht. So wurden die in dem Tiermodell verwendeten Ratten über drei Monate mit Salicylaten behandelt, wodurch bekanntermaßen chronischer Tinnitus induziert wird; vgl. Penner M. J., und Jastreboff P. J. (1996), Tinnitus: Psycho-physical observations in humans and animal models, in: Van de Water, Popper A. N., Fax, R. R. (Ed.), Clinical aspects of hearing, Springer, New York, Heidelberg, Seiten 208 bis 304 ; und Bauer, C. A., et al. (1999), A behavioral model of chronic Tinnitus in rats. Otolaryngol. Head Neck Surg. 121, Seiten 457 bis 462 . Nicht erkannt wurde von den Autoren der DE 101 24 953 A1 jedoch, dass es signifikante Unterschiede zwischen der Behandlung von chronischem und akutem Tinnitus geben muss.In the DE 101 24 953 A1 A treatment concept for tinnitus is proposed that stimulates the expression of Brain-derived Nerve Growth Factor (BDNF), based on an animal model that describes a decrease in chronic tinnitus in the cochlea and inferior colliculus Therefore, as a therapeutic approach, the stimulation of BDNF expression is suggested, but the authors have specifically and exclusively investigated the situation with chronic tinnitus: For example, the rats used in the animal model were treated with salicylates for three months. which is known to induce chronic tinnitus; Penner MJ, and Jastreboff PJ (1996), Tinnitus: Psycho-physical observations in humans and animal models, in: Van de Water, Popper AN, Fax, RR (Ed.), Clinical Aspects of Hearing, Springer, New York, Heidelberg , Pages 208 to 304 ; and Bauer, CA, et al. (1999), A behavioral model of chronic tinnitus in rats. Otolaryngol. Head Neck Surg. 121, pages 457 to 462 , Not recognized by the authors of the DE 101 24 953 A1 however, there must be significant differences between the treatment of chronic and acute tinnitus.

In der WO 2006/079476 wird vorgeschlagen, dass die Phantomphänomene des akuten Tinnitus als auch des Phantomschmerzes durch die Verwendung einer mit der BDNF-Signaltransduktionskaskade interagierenden Substanz, wie bspw. einem GABA-Rezeptor-Agonisten, behandelt werden könnten.In the WO 2006/079476 It is suggested that the phantom phenomena of acute tinnitus as well as phantom pain could be treated by the use of a substance interacting with the BDNF signal transduction cascade, such as a GABA receptor agonist.

Ein Überblick über das Krankheitsbild des Tinnitus findet sich bspw. in Waddell, A., Canter, R. (2004), Tinnitus, Am. Fam. Physician 69, Seiten 591 bis 592 .An overview of the clinical picture of the Tinnitus can be found, for example, in Waddell, A., Canter, R. (2004), Tinnitus, Am. Fam. Physician 69, pages 591 to 592 ,

Unter dem Phantomphänomen des Phantomschmerzes wird die Projektion von Empfindungen in ein amputiertes oder z. B. durch Plexusschädigung oder Querschnittslähmung denerviertes Körperteil, eine Extremität, die Mamma, das Rektum, ein Zahn u. a. verstanden. Dieses Körperteil wird als vorhanden erlebt und nach Extremitätenamputation bspw. als direkt am Stumpf aufsitzende geschwollene Hand bzw. Fuß empfunden.Under the phantom phenomenon of the phantom pain becomes the projection from sensations into an amputated or z. B. by Plexus damage or Paraplegia denervated body part, a Extremity, the breast, the rectum, a tooth & a. Understood. This part of the body is experienced as present and after limb amputation For example, felt as sitting directly on the stump swollen hand or foot.

Zahlenangaben, in wie vielen Fällen es nach einer Amputation zu einem Phantomschmerz kommt, sind uneinheitlich und reichen von 5 bis 100%.figures, in how many cases does it become one after amputation? Phantom pain comes, are patchy, ranging from 5 to 100%.

Phantomschmerzen werden bislang im Rahmen von Schmerztherapien bspw. mit Antikonvulsiva, Baclofen oder Calcitonin, behandelt. Unterstützend werden gelegentlich schmerzdistanzierende Antidepressiva verwendet. Auch werden operative Methoden angewendet, mittels derer bspw. Nerven blockiert oder stimuliert werden. Eine gezielte, ursächliche Behandlungsmethode existiert bislang jedoch nicht, insbesondere deshalb nicht, da die molekularen zugrundeliegenden Mechanismen nicht voll verstanden werden.phantom pain be used in the context of pain therapies, for example, with anticonvulsants, Baclofen or calcitonin. Becoming supportive occasionally used pain-relieving antidepressants. Also Operative methods are used, by means of which, for example, nerves blocked or stimulated. A targeted, causal treatment method does not yet exist, however, especially not because the molecular underlying mechanisms are not fully understood become.

Einen Überblick über das Krankheitsbild des Phantomschmerzes findet sich in Middleton, C. (2003), The causes and treatments of phantom limb pain, Nurs. Times 99, Seiten 30 bis 33 .An overview of the clinical picture of phantom pain can be found in Middleton, C. (2003), The causes and treatments of phantom limb pain, Nurs. Times 99, pages 30 to 33 ,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine neue Substanz bzw. ein neues Therapiekonzept bereitzustellen, mit der bzw. dem gezielt die Phantomphänomene des akuten Tinnitus sowie des Phantomschmerzes behandelt werden können, wobei die Nachteile aus dem Stand der Technik vorzugsweise vermieden werden sollen.task The present invention is therefore, a new substance or to provide a new therapy concept with which the targeted Phantom phenomena of acute tinnitus and phantom pain can be treated, with the disadvantages of the state the technique should preferably be avoided.

Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines Glycinrezeptor-Agonisten gelöst.These Task is accomplished by providing a glycine receptor agonist solved.

Die Erfinder haben völlig überraschend festgestellt, dass Glycinrezeptoren, die bislang vorwiegend im zentralen Nervensystem lokalisiert werden konnten, auch im Innenrohr exprimiert werden und bei der Bindung eines Glycinrezeptor-Agonisten inhibitorische Signale an den Hörnerv weiterleiten. Die Erfinder haben ferner erkannt, dass durch die Applikation eines Glycinrezeptor-Agonisten und die resultierenden inhibitorischen Signale die bei Phantomphänomenen beobachtete Überaktivität des Hörnervs korrigiert werden kann. Glycinrezeptor-Agonisten stellen deshalb neue Substanzen dar, mit denen Phantomphänomene zielgerichtet therapiert werden können.The Inventors have discovered quite unexpectedly that glycine receptors, so far predominantly in the central nervous system could be localized, also expressed in the inner tube and inhibitory in the binding of a glycine receptor agonist Forward signals to the auditory nerve. The inventors have further recognized that by the application of a glycine receptor agonist and the resulting inhibitory signals in phantom phenomena observed hyperactivity of the auditory nerve can be corrected. Glycine receptor agonists therefore provide new substances with which phantom phenomena are targeted can be treated.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird deshalb mit der Bereitstellung von Gycinrezeptor-Agonisten vollkommen gelöst.The The object underlying the invention is therefore with the provision completely resolved by glycine receptor agonists.

Dabei ist es bevorzugt, wenn als Glycinrezeptor-Agonist eine Substanz vorgesehen wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus D-Alanin, L-Alanin, L-Serin, Taurin, Cannabinoid, Tropin, Nortropin und Derivate hiervon.there For example, it is preferable if a glycine receptor agonist is a substance is provided, which is selected from the group from D-alanine, L-alanine, L-serine, taurine, cannabinoid, tropine, nortropine and derivatives thereof.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass solche agonistischen Substanzen vorgesehen werden, die hochaffin an den Glycinrezeptor binden, einfach und kostengünstig zu synthetisieren und zu formulieren sind. Bevorzugte Tropine und Nortropin werden beschrieben in Maksay et al. (2007), Synthesis of (nor)tropeine (di)esters and allosteric modulaton of glycine receptor binding, Bioorg. Med. Chem., Onlineveröffentlichung vom 4. November ; Maksay et al. (2007), Synthesis of tropeines and allosteric modulation of ionotropic glycine receptors, J. Med. Chem., 47(25): 6384–6391 , in der Ester von 3 Alpha- und 3 Beta-hydroxy(nor)tropanen und Amide von 3 Alpha-aminotropanen veröffentlicht warden; Bíró T. und Maksay G. (2004), Allosteric modulaton of glycine receptors is more efficacious for partial rather than full agonists, Neurochem. Int., 44(7): 521–527 . Der Inhalt der vorstehend genannten Publikation ist durch Inbezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.This measure has the advantage of providing those agonistic substances which bind to the glycine receptor in a highly affine manner, can be synthesized and formulated simply and inexpensively. Preferred tropins and nortropines are described in Maksay et al. (2007), Synthesis of (nor) tropeine (di) esters and allosteric modulaton of glycine receptor binding, Bioorg. Med. Chem., Online publication of 4 November ; Maksay et al. (2007), Synthesis of tropic and allosteric modulation of ionotropic glycine receptors, J. Med. Chem., 47 (25): 6384-6391 in which esters of 3 alpha and 3 beta-hydroxy (nor) tropanes and amides of 3 alpha-aminotropanes are published; Bíró T. and Maksay G. (2004), Allosteric modulaton of glycine receptors is more efficacious for partial rather than full agonists, Neurochem. Int., 44 (7): 521-527 , The content of the above-mentioned publication is incorporated by reference into the present application.

Das als Glycinrezeptor-Agonist verwendbare Cannabinoid ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Anandamid, Arachidonylglycerol, Tetrahydrocannabinol, WIN 55,212-2.The Cannabinoid useful as glycine receptor agonist is preferred selected from the group consisting of anandamide, arachidonylglycerol, Tetrahydrocannabinol, WIN 55,212-2.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass bereits solche Cannabinoide bereitgestellt werden, die sich als besonders geeignet erwiesen haben. Iatsenko et al. (2007), The synthetic cannabinoid analog WIN 55,212-2 potentiates the amplitudes of glycineactivated currents, Article in Ukrainian, Fiziol Zh., 53(3): 31–37 , beschreiben ein Cannabinoid mit der Bezeichnung WIN 55,212-2, der einen besonders wirksamen Glycinrezeptor-Agonisten darstellt. Der Inhalt der vorstehend genannten Publikation ist Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.This measure has the advantage that already such cannabinoids are provided which have proved to be particularly suitable. Iatsenko et al. (2007), The synthetic cannabinoid analogue WIN 55,212-2 potentiates the amplitudes of glycineactivated currents, Article in Ukrainian, Fiziol Zh., 53 (3): 31-37 , describe a cannabinoid designated WIN 55,212-2, which is a particularly effective glycine receptor agonist. The content of the above-mentioned publication is part of the present application.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verwendung wird die Substanz lokal am oder im Ohr, vorzugsweise über die Rundfenstermembran, bzw. an der Stelle der Amputation appliziert.To an advantageous embodiment of the invention The substance is used locally on or in the ear, preferably over the round window membrane, or applied at the site of amputation.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Substanz gezielt am Wirkort verabreicht wird, so dass nur geringe Mengen an Wirksubstanz erforderlich sind. Dadurch wird der Körper des behandelten Patienten im Übrigen weniger belastet und Nebenwirkungen werden weit gehend reduziert. Im Falle einer Behandlung von akutem Tinnitus bietet sich das Mikrodosiersystem an, das von Lehner, R. et al. (1996), A new implantable drug delivery system for lokal therapy of the middle and inner ear, Ear. Nose Throat 76, Seiten 567 bis 570 , beschrieben wird.This measure has the advantage that the substance is administered specifically at the site of action, so that only small amounts of active substance are required. As a result, the body of the treated patient is less stressed and side effects are largely reduced. In the case of treatment of acute tinnitus, this offers Micro dosing system on of Lehner, R. et al. (1996), A new implantable drug delivery system for local therapy of the middle and inner ear, Ear. Nose Throat 76, pages 567 to 570 , is described.

Die lokale Applikation kann alternativ auch über die Verwendung von bioabbaubarem Hydrogel erfolgen, das als Trägermatrix für den Glycinrezeptor-Agonisten dient. Derartiges bioabbaubares Hydrogel wurde bereits erfolgreich im Tiermodell zur lokalen Applikation von BDNF an das runde Fenster des Innenohres angewandt; Ito et al. (2005), A new method for drug application to the inner ear, J. Otorhinolaryngol. Relat. Spec., Seiten 272–275 .The local application may alternatively be via the use of biodegradable hydrogel, which serves as a carrier matrix for the glycine receptor agonist. Such biodegradable hydrogel has already been successfully used in the animal model for local application of BDNF to the round window of the inner ear; Ito et al. (2005), A new method for drug application to the inner ear, J. Otorhinolaryngol. Relat. Spec., Pages 272-275 ,

Alternativ können zur Applikation über die Rundfenstermembran Gel-Pellets verwendet werden, wie bspw. die Produkte Gelita®-Tampons, B. Braun, Melsungen AG, Deutschland. Alternativ kommen biokompatible Nanopartikel in Frage, wie diese bspw. beschrieben werden in Durán J. D. et al. (2007), Magnetic colloids as drug vehicles, J. Pharm. Sci, Online-Publikation , Mohamed F. und van der Walle C. F. (2008), Engineering biodegradable polyester particles with specific drug targeting and drug release properties, J. Pharm. Sci, 97(1): 71–87, Abstract vom Dezember 2007 ; Gupta S. und Moulik S. P. (2008), Biocompatible microemulsions and their prospective uses in drug delivery, J. Pharm. Sci., 97(1): 22–45, Abstract online veröffentlicht im Dezember 2007 .Alternatively, for administration via the round window membrane gel pellets products Gelita ® -Tampons, B. Braun Melsungen AG, Germany can be used, such as.. Alternatively, biocompatible nanoparticles come into question, as described, for example, in US Pat Durán JD et al. (2007), Magnetic colloids as drug vehicles, J. Pharm. Sci, online publication . Mohamed F. and van der Walle CF (2008), Engineering Biodegradable polyester particles with specific drug targeting and drug release properties, J. Pharm. Sci, 97 (1): 71-87, abstract of December, 2007 ; Gupta S. and Moulik SP (2008), Biocompatible microemulsions and their prospective uses in drug delivery, J. Pharm. Sci., 97 (1): 22-45, abstract published online in December 2007 ,

Nach einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung weist das Arzneimittel eine weitere gegen Phantomphänomene wirksame Substanz auf, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus GABA-Rezeptor-Agonisten, insbesondere Benzodiazepine und mit diesen verwandte Substanzen, Baclofen, Gamma-Vinyl-GABA, Gamma-Acetylen-GABA, Progabid, Muscimol, Iboten, Natriumvalproat und Tetrahydroisoxazolopyridin (THIP), MAP-Kinase-Inhibitoren, insbesondere U 0126 oder PD 98058, Cam-Kinase-Inhibitoren, L-Typ-Ca++-Kanal-Antagonisten, insbesondere Nicardipin oder Nifedipin oder Isradipin, CREP-Antagonisten, Glutamat-Antagonisten, trkB-Antagonisten.According to a further development of the invention, the medicament has a further substance which is active against phantom phenomena and is selected from the group consisting of GABA receptor agonists, in particular benzodiazepines and substances related to these, baclofen, gamma-vinyl-GABA, gamma-acetylene-GABA , Progabide, muscimol, iboten, sodium valproate and tetrahydroisoxazolopyridine (THIP), MAP kinase inhibitors, in particular U 0126 or PD 98058, cam kinase inhibitors, L-type Ca ++ channel antagonists, in particular nicardipine or nifedipine or Isradipine, CREP antagonists, glutamate antagonists, trkB antagonists.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass ein besonders gegen Phantomphänomene potentes Arzneimittel bereitgestellt wird. Konkret wird hierbei Nutzen gezogen aus den Erkenntnissen der Autoren der WO 2006/079476 , die beschrieben haben, dass die vorstehende Substanzen geeignet sind, um Phantomphänomene ursächlich zu behandeln.This measure has the advantage that a drug which is particularly potent against phantom phenomena is provided. Specifically, this benefits from the findings of the authors of the WO 2006/079476 who have described that the above substances are suitable for treating phantom phenomena causally.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder des Phantomschmerzes bei einem menschlichen oder tierischen Lebewesen, das folgende Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Glycinrezeptor-Agonisten, und (b) Formulierung des Glycinrezeptor-Agonisten in einen pharmazeutisch akzeptablen Träger.One Another object of the present invention relates to a method for the manufacture of a medicament for the treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain in a human or animal, comprising the steps of: (a) providing a glycine receptor agonist, and (b) formulation of the glycine receptor agonist in a pharmaceutically acceptable carrier.

Pharmazeutisch akzeptable Träger und pharmazeutische Hilfsstoffe sind im Stand der Technik hinreichend bekannt, vgl. bspw. Kibbe A. H. (2000), Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3rd Edition, American Pharmaceutical Association and Pharmaceutical Press , der Inhalt dieser Publikation ist durch Inbezugnahme Bestandteil der vorliegenden Beschreibung.Pharmaceutically acceptable carriers and pharmaceutical excipients are well known in the art, cf. for example. Kibbe AH (2000), Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3rd Edition, American Pharmaceutical Association and Pharmaceutical Press , the contents of this publication are incorporated herein by reference.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder Phantomschmerzes bei einem menschlichen Lebewesen, das folgende Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Arzneimittels, (b) Applizieren, ggf. lokal am oder im Ohr bzw. an der Stelle der Amputation, des Arzneimittels dem Lebewesen, und ggf. (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b), wobei als Arzneimittel das Arzneimittel der eingangs beschriebenen erfindungsgemäßen Verwendung vorgesehen ist.One Another object of the present invention relates to a method to treat the phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain in a human being, the comprising the steps of: (a) providing a drug, (b) Apply, possibly locally on or in the ear or at the location of the Amputation, the drug the living thing, and if necessary (c) Repeat of steps (a) and (b), wherein being the drug is the drug the use according to the invention described above is provided.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, die rein illustrativ sind und aus denen sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben.The The invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments which are purely illustrative and from which There are further features and advantages of the invention.

In den beiliegenden Figuren ist Folgendes dargestellt:In The enclosed figures show the following:

1 Detektion von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in der Rattencochlea. Die cDNA aus der Rattencochlea wurde durch RT-PCR in verschiedenen postnatalen Stadien (P14, > P21) analysiert. P14 und > P21, Amplifikation von Transkripten von GlyRα3 (512 < bp) GlyRβ (732 bp) und Gephyrin (573 bp). Auffällig ist die Doppelbande für GlyRα3 (467 bp/512 bp, durch Pfeile angedeutet) in adulten Tieren. Transkripte von GlyRα1 und GlyRα2 wurden nicht detektiert. sc P21, Rückenmark aus P21-Tieren wurde als Positivkontrolle für GlyRα1-3, GlyRβ, Gephyrin und β-Actin verwendet. β-Actin (655 bp) wurde als ein Haushaltsgen verwendet; 1 Detection of GlyRα3, GlyRβ and Gephyrin in the rat cochlea. The rat cochlear cDNA was analyzed by RT-PCR in various postnatal stages (P14,> P21). P14 and> P21, amplification of transcripts of GlyRα3 (512 <bp) GlyRβ (732 bp) and gephyrin (573 bp). Noticeable is the double band for GlyRα3 (467 bp / 512 bp, indicated by arrows) in adult animals. Transcripts of GlyRα1 and GlyRα2 were not detected. sc P21, spinal cord from P21 animals was used as a positive control for GlyRα1-3, GlyRβ, gephyrin and β-actin. β-actin (655 bp) was used as a housekeeping gene;

2 Detektion von GlyRα3_K- und GlyRα3_L-Splicevarianten in der adulten Rattencochlea (> P21). a) GlyRα3-Transkripte aus der adulten Rattencochlea wurden durch RT-PCR amplifiziert. Auffällig ist die Doppelbande (angedeutet durch Doppelpfeile). b) GlyRα3_K- (467 bp) und GlyRα3_L- (512 bp) Splicevarianten wurden nach der Klonierung von PCR-Fragmenten in den PCR-II-TOPO-Vektor durch Insert-PCR detektiert. c) "Alignments" von langen und kurzen cDNA-Sequenzen (Exon 8–10) von humanem GlyRα3 [GLRA3_L (SEQ ID Nr. 13), GLRA_K (SEQ ID Nr. 14)] und Ratten- GlyRα3 [Glra3_rn-L (SEQ ID Nr. 15), Glra3_m_K (SEQ ID Nr. 16)]. Identische Nucleotide in allen vier Sequenzen sind durch einen Stern gekennzeichnet. Der 45 bp-Stretch von Exon 9 (fettgedruckt und kursiv) fehlt in den cDNA-Sequenzen von GLRA_K und Glra3_rn_K; 2 Detection of GlyRα3_K and GlyRα3_L splice variants in the adult rat cochlea (> P21). a) GlyRα3 transcripts from the adult rat cochlea were amplified by RT-PCR. Striking is the double band (indicated by Double arrows). b) GlyRα3_K- (467 bp) and GlyRα3_L- (512 bp) splice variants were detected after cloning of PCR fragments into the PCR-II-TOPO vector by insert PCR. c) "alignments" of long and short cDNA sequences (exon 8-10) of human GlyRα3 [GLRA3_L (SEQ ID NO: 13), GLRA_K (SEQ ID NO: 14)] and rat GlyRα3 [Glra3_rn-L (SEQ ID No. 15), Glra3_m_K (SEQ ID NO: 16)]. Identical nucleotides in all four sequences are indicated by an asterisk. The 45 bp stretch of exon 9 (in bold and italics) is missing in the cDNA sequences of GLRA_K and Glra3_rn_K;

3 mRNA-Expression von GlyRα, GlyRβ und Gephyrin in den Neuronen der Spiralganglien der Cochlea der adulten Ratte (> P21). a), b) Expression der mRNA von GlyRα3 in Neuronen der Spiralganglien (SG, Pfeil) bei verschiedenen Vergrößerungen unter Verwendung der "whole-mount"-in-situ-Hybridisierung der Cochlea der adulten Ratte (> P21). Der Überblick (a) zeigt auch eine Markierung der äußeren Haarzellen ["outer hair cells" (OHC)]. c), d) die Expression der mRNA von GlyRβ in Neuronen der Spiralganglien (SG, Pfeil). e), f) Expression der mRNA von Gephyrin in Neuronen der Spiralganglien (SG, Pfeil). Höhere Vergrößerungen zeigen die cytoplasmatische Färbung der mRNA von GlyRα3 (b), der mRNA von GlyRβ (d), und der mRNA von Gephyrin (f) in SG. Keine Signale wurden bei der Hybridisierung mit den entsprechenden "Sinn"-Molekülen detektiert (eingefügte Aufnahmen a bis f). Maßstabsbalken in a), c), e) 200 μm, in b), d), f) 20 μm; 3 mRNA expression of GlyRα, GlyRβ and gephyrin in the neurons of spiral ganglia of the adult rat cochlea (> P21). a), b) Expression of the mRNA of GlyRα3 in neurons of spiral ganglia (SG, arrow) at various magnifications using the whole-mount in situ hybridization of the adult rat cochlea (> P21). The overview (a) also shows a marking of the outer hair cells ("OHC"). c), d) the expression of GlyRβ mRNA in spiral ganglion neurons (SG, arrow). e), f) expression of the mRNA of gephyrin in neurons of the spiral ganglia (SG, arrow). Higher magnifications show the cytoplasmic staining of the mRNA of GlyRα3 (b), the mRNA of GlyRβ (d), and the mRNA of gephyrin (f) in SG. No signals were detected upon hybridization with the corresponding "sense" molecules (insertings a to f). Scale bars in a), c), e) 200 μm, in b), d), f) 20 μm;

4 Die Expression der mRNA von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in dem adulten Organ von Corti (> P21). a) GlyRα3-Transkripte wurden in den äußeren Haarzellen (OHC, ausgefüllte Pfeile) durch "whole-mount"-in-situ-Hybridisierung detektiert. Für die inneren Haarzellen ["inner hair cells" (IHC), nicht ausgefüllte Pfeile] wurde kein Signal detektiert. b) OHC (ausgefüllte Pfeile), nicht aber IHC (nicht ausgefüllte Pfeile), zeigten ein Signal für GlyRβ-Transkripte in der Cochlea der adulten Ratte. c) In IHC (nicht ausgefüllte Pfeile) und OHC (ausgefüllte Pfeile) zeigte sich für Gephyrin ein starkes Hybridisierungssignal. Kein Signal wurde nach der Hybridisierung mit den entsprechenden "Sinn"-Molekülen detektiert (eingefügte Aufnahmen). Maßstabsbalken 20 μm; 4 The expression of the mRNA of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin in the adult organ of Corti (> P21). a) GlyRα3 transcripts were detected in the outer hair cells (OHC, solid arrows) by whole-mount in situ hybridization. No signal was detected for inner hair cells (IHC), open arrows). b) OHC (solid arrows) but not IHC (open arrows) showed a signal for GlyRβ transcripts in the adult rat cochlea. c) In IHC (open arrows) and OHC (solid arrows), gephyrin showed a strong hybridization signal. No signal was detected after hybridization with the corresponding "sense" molecules (insertions included). Scale bar 20 μm;

5 GlyRα/GlyRα3-Proteinexpression auf der Ebene der IHC. a), b) Unter Verwendung des monoklonalen Antikörpers mAb4a, der sämtliche GlyRα-Untereinheiten detektiert, wurde das GlyRα-Protein in Cryoschnitten der Rattencochlea bei P8 unter den IHC (nicht ausgefüllte Pfeilspitzen) detektiert, gezeigt für den apikalen als auch für den mittelbasalen cochlearen Bogen. In diesem Stadium wurde auf der Ebene der OHC kein GlyRα- Protein detektiert. c) bis e) Unter Verwendung des polyklonalen GlyRα3-spezifischen Antikörpers wurde auf der Ebene der IHC (*) in der "whole mount"-in-situ-Hybridisierung der Cochlea der adulten Ratte GlyRα3-Protein detektiert [> P21) (c) e)]. Mit einem Antikörper gegen das Neurofilament 200, einem Marker für afferente Nervenfasern, wurde eine Coimmunmarkierung durchgeführt (NG 200, ausgefüllte Pfeilspitze). Die Proben wurden mit DAPI gegengefärbt, womit die Zellkerne markiert werden. Maßstabsbalken in a), b) 20 μm, in c) bis e) 50 μm; 5 GlyRα / GlyRα3 protein expression at the level of IHC. a), b) Using the monoclonal antibody mAb4a, which detects all GlyRα subunits, the GlyRα protein was detected in rat cochlear cryosections at P8 among the IHC (open arrowheads) shown for the apical as well as the central basal cochlear Bow. At this stage, no GlyRα protein was detected at the OHC level. c) to e) Using the polyclonal GlyRα3-specific antibody, GlyRα3 protein was detected at the level of IHC (*) in the whole mount in situ hybridization of the adult rat cochlea [> P21) (c) e)]. An antibody to neurofilament 200, a marker of afferent nerve fibers, was co-immunostained (NG 200, filled arrowhead). The samples were counterstained with DAPI, which marks the cell nuclei. Scale bars in a), b) 20 μm, in c) to e) 50 μm;

6 GlyRα3-Proteinexpression auf der Ebene der OHC in dem adulten Organ von Corti (> P21). a) bis c) GlyRα3-Protein (*) wurde in OHC (ausgefüllte Pfeile) durch "whole-mount"-Immunhistochemie detektiert. Die Proben wurden mit Anti-Neurofilament 200 (NF 200, ausgefüllte Pfeilspitze) coimmunmarkiert. NF 200 färbte die Nervenfasern, die an den OHC enden. Die Zellkerne wurden mit DAPI gegengefärbt. d) bis f) Höhere Vergrößerungen von a) bis c). Auffällig ist die Lokalisierung des GlyRα3-Proteins (*) in der Zellmembran der OHC (ausgefüllte Pfeile) gegenüber den Enden der Nervenfasern (ausgefüllte Pfeilspitzen). Maßstabsbalken in a) bis c) 50 μm, in d) bis f) 20 μm; 6 GlyRα3 protein expression at the level of OHC in the adult organ of Corti (> P21). a) to c) GlyRα3 protein (*) was detected in OHC (solid arrows) by whole-mount immunohistochemistry. The samples were co-immunoprecipitated with anti-neurofilament 200 (NF 200, filled arrowhead). NF 200 stained the nerve fibers that terminate at the OHC. Nuclei were counterstained with DAPI. d) to f) Higher magnifications from a) to c). Remarkable is the localization of the GlyRα3 protein (*) in the cell membrane of the OHC (filled arrows) towards the ends of the nerve fibers (filled arrowheads). Scale bars in a) to c) 50 μm, in d) to f) 20 μm;

7 Schematische Darstellung der postulierten glycinergen Innervation der inneren (IHC) und äußeren Haarzellen (OHC) nach dem Beginn des Hörens. Die afferenten Dendriten (AF) der Neuronen der spiralen Ganglien (SG) unterhalb der IHC werden von efferenten Fasern des lateralen oliviocochlearen Bündels (EF-LOCF) kontaktiert, welche axodendritische Synapsen bilden. GlyRα3 (Punkte) wird von den SG in die afferenten Dentriten unterhalb der IHC transportiert, wo das Protein detektiert wurde (vgl. 5). GlyRα3-Protein wurde in den OHC detektiert (vgl. 6), welche axosomatische Synapsen mit den afferenten Fasern des medialen oliviocochlearen (MOC) Bündels (ES-MOC) bilden; 7 Schematic representation of the postulated glycinergic innervation of the inner (IHC) and outer hair cells (OHC) after the onset of hearing. The afferent dendrites (AF) of spiral ganglia (SG) neurons below the IHC are contacted by efferent fibers of the lateral oliviocochlear bundle (EF-LOCF), which form axiodendritic synapses. GlyRα3 (dots) is transported by the SG into the afferent dendrites below the IHC where the protein was detected (cf. 5 ). GlyRα3 protein was detected in the OHC (cf. 6 ) which form axosomatic synapses with the afferent fibers of the medial oliviocochlear (MOC) bundle (ES-MOC);

8 Schematische Darstellung der bei Tinnitus beobachteten erhöhten Expression von BDNF und der erniedrigten Expression von Arg3.1/Arc in der Peripherie der Cochlea (A), und der Korrektur durch Glycinrezeptor-Agonisten ("Glycin") oder GABA-Rezeptor-Agonisten ("GABA") (B). 8th Schematic representation of increased expression of BDNF and decreased expression of Arg3.1 / Arc in the periphery of the cochlea (A) observed in tinnitus, and correction by glycine receptor agonists ("glycine") or GABA receptor agonists ("GABA ") (B).

1. Material und Methoden1. Material and methods

1.1 Tiere1.1 animals

In den Untersuchungen wurden Wistar-Ratten (Charles River, Sulzfeld, Deutschland) verwendet. Der Umgang mit und die Verwendung der Tiere und das experimentelle Protokoll wurden von dem Tierschutzbeauftragten und dem regionalen Komitee für Wissenschaftliche Tierversuche in Tübingen begutachtet und genehmigt.In Wistar rats (Charles River, Sulzfeld, Germany) used. Dealing with and using the animals and the experimental protocol was provided by the Animal Welfare Officer and the Regional Committee of Scientific Animal Experiments examined and approved in Tübingen.

1.2 Gewebepräparation1.2 Tissue preparation

Für die RNA-Isolierung wurde die Cochlea kleingeschnitten und unmittelbar anschließend in flüssigem Stickstoff eingefroren. Für die Hybridisierung in situ und die Immunhistochmie wurde die Cochlea isoliert und präpariert, wie zuvor beschrieben; vgl. Knipper et al (2000), Thyroid hormone deficiency before the onset of hearing causes irreversible damage to peripheral and central auditory systems, J. Neurophysiol. 83: 3101–3112 . Kurz zusammengefasst, die Cochlea wurden durch die Injektion von 2% Paraformaldehyd/2% Saccharose (alle Chemikalien stammten von SIGMA-Aldrich, München, Deutschland, wenn nicht anders angegeben) in 50 mM phosphatgepufferter Saline (pH 7,4) in das runde und ovale Fenster fixiert. Die Cochlea der Tiere, die älter waren als P10, wurden nach der Fixierung für zehn Minuten bis zwei Stunden in RBD ("rappid bone decalcifier", Eurobio, Les Ulis Cedex, Frankreich) decalcifiziert. Nach der Injektion von 25%iger Saccharose und 1 mM Proteaseinhibitor (Pefabloc; Roche Diagnostics, Mannheim, Deutschland) in HEPES-Hanks-Lösung, wurde die Cochlea in O.C.T.-Verbindung (Miles Laboratories, Elkhart, IN, USA) eingebettet, mit 10 mM cryogeschnitten, auf SuperFrost/plus-Objekträger "gemounted", für eine Stunde getrocknet und vor der Verwendung bei –20°C gelagert. Für jedes Experiment wurden zumindest drei Tiere des angegebenen Alters verwendet (n = 3).For the purpose of RNA isolation, the cochlea was chopped and immediately frozen in liquid nitrogen. For in situ hybridization and immunohistochemistry, the cochlea was isolated and prepared as previously described; see. Knipper et al (2000), Thyroid hormone deficiency before the onset of hearing causes irreversible damage to peripheral and central auditory systems, J. Neurophysiol. 83: 3101-3112 , Briefly, the cochleas were injected into the round and 2 ml paraformaldehyde / 2% sucrose (all chemicals were from SIGMA-Aldrich, Munich, Germany, unless otherwise stated) in 50 mM phosphate buffered saline (pH 7.4) fixed oval windows. The cochlea of animals older than P10 were decalcified after fixation for ten minutes to two hours in RBD (rappid bone decalcifier, Eurobio, Les Ulis Cedex, France). After injection of 25% sucrose and 1 mM protease inhibitor (Pefabloc, Roche Diagnostics, Mannheim, Germany) in HEPES-Hanks solution, the cochlea was embedded in OCT compound (Miles Laboratories, Elkhart, IN, USA), at 10 mM cryo-cut, "mounted" onto SuperFrost / plus slides, dried for one hour and stored at -20 ° C before use. At least three animals of the indicated age were used for each experiment (n = 3).

1.3 RT-PCR1.3 RT-PCR

Mit dem RNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Deutschland) wurde die Gesamt-RNA aus der Rattencochlea extrahiert. Die reverse Transkription (RT) in cDNA wurde unter Verwendung des "Sensiscript Reverse Transcription Kits" (Qiagen, Hilden, Deutschland) und oligo-dT15-Primern (Roche, Penzberg, Deutschland) gemäß der Anweisungen der Herstellers durchgeführt. Für die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wurden die folgenden Primer verwendet (die Größe des PCR-Produktes ist in Klammern angegeben). Glra1, vorwärts: 5' CCTTCTGGATCAACATGGATGCTG 3' (SEQ ID Nr. 1), rückwärts: 5' CGCCTCTTCCTCTAAATCGAAGCAGT 3' (SEQ ID Nr. 2), (243 bp); Glra2, vorwärts: 5' ATCCCTCGCAGACCCTATCT 3' (SEQ ID Nr. 3), rückwärts: 5' TAAACTGGGGCAAGGTGAGT 3' (SEQ ID Nr. 4), (553 bp); Glra3, vorwärts: 5' GGCTGAAGGACTCACTTTGC 3' (SEQ ID Nr. 5), rückwärts; 5' TGAATCGACTCTCCCTCACC 3' (SEQ ID Nr. 6) (Glra3-Primer wurden designed, um mögliche Splicevarianten entsprechend den humanen GLRA3-Splicevarianten α3_L und α3_K; α3_L: 513 bp, α3_K: 468 bp zu detektieren); Glrb, vorwärts: 5' CGGGATCCATTCAAGAGACA 3' (SEQ ID Nr. 7), rückwärts: 5' GCTCGAGCCACAC-ATCCAGTGCCTT 3' (SEQ ID Nr. 8) (732 bp); Gephyrin, vorwärts: 5' CAAGGTGGCTAGAAGACATC 3' (SEQ ID Nr. 9), rückwärts: 5' ACCACTGGAAACTTATTAACTTC 3' (SEQ ID Nr. 10) (573 bp); β-Actin, vorwärts: 5' TGAGACCTTCAACACCCCAG 3' (SEQ ID Nr. 11), rückwärts: 5' CATCTGCTGGAAGGTGGACA 3' (SEQ ID Nr. 12) (655 bp). Destilliertes Wasser diente als Negativkontrolle.With the RNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany) the total RNA was extracted from the rat cochlea. Reverse transcription (RT) into cDNA was performed using the "Sensiscript Reverse Transcription Kit" (Qiagen, Hilden, Germany) and oligo dT 15 primers (Roche, Penzberg, Germany) according to the manufacturer's instructions. For the polymerase chain reaction (PCR), the following primers were used (the size of the PCR product is given in parentheses). Glra1, forward: 5 'CCTTCTGGATCAACATGGATGCTG 3' (SEQ ID NO: 1), reverse: 5 'CGCCTCTTCCTCTAAATCGAAGCAGT 3' (SEQ ID NO: 2), (243 bp); Glra2, forward: 5 'ATCCCTCGCAGACCCTATCT 3' (SEQ ID NO: 3), reverse: 5 'TAAACTGGGGCAAGGTGAGT 3' (SEQ ID NO: 4), (553 bp); Glra3, forward: 5 'GGCTGAAGGACTCACTTTGC 3' (SEQ ID NO: 5), backward; 5 'TGAATCGACTCTCCCTCACC 3' (SEQ ID NO: 6) (Glra3 primers were designed to detect possible splice variants corresponding to the human GLRA3 splice variants α3_L and α3_K; α3_L: 513 bp, α3_K: 468 bp); Glrb, forward: 5 'CGGGATCCATTCAAGAGACA 3' (SEQ ID NO: 7), reverse: 5 'GCTCGAGCCACAC-ATCCAGTGCCTT 3' (SEQ ID NO: 8) (732 bp); Gephyrin, forward: 5 'CAAGGTGGCTAGAAGACATC 3' (SEQ ID NO: 9), reverse: 5 'ACCACTGGAAACTTATTAACTTC 3' (SEQ ID NO: 10) (573 bp); β-actin, forward: 5 'TGAGACCTTCAACACCCCAG 3' (SEQ ID NO: 11), reverse: 5 'CATCTGCTGGAAGGTGGACA 3' (SEQ ID NO: 12) (655 bp). Distilled water served as a negative control.

Die PCR wurde mit "PuReTaq Ready-To-Go" PCR-Beads (Amersham Biosciences, Freiburg, Deutschland) durchgeführt. Das PCR-Programm bestand aus einer anfänglichen Denaturierungsphase von 3 min bei 94°C, 35–40 Zyklen der Denaturierung bei 94°C (30 sec), Anlagerung bei 58°C (30 sec), Extension bei 72°C (90 sec) und einem finalen Syntheseschritt von 10 min bei 72°C. Die resultierenden PCR-Produkte wurden auf Agarosegelen separiert und mit Ethidiumbromid gefärbt. Die PCR-Produkte von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin wurden sequenziert und mit den entsprechenden Sequenzdaten aus GeneBank mittels BLAST verglichen ( www.ncbi.nlm.nih.gov ). Die Bezeichnungen der GlyRα3-Exons beziehen sich auf das automatische Gen-Bezeichnungssystem Ensembl ( www.ensembl.org ) und unterscheiden sich von der ursprünglichen Beschreibung von Nikolic et al. (1998), The human glycine receptor subunit alpha3. Glra3 gene structure, chromosoal localization, and functional characterization of alternative transcripts, J. Biol. Chem. 273: 19708–19714 .The PCR was performed with "PuReTaq Ready-To-Go" PCR beads (Amersham Biosciences, Freiburg, Germany). The PCR program consisted of an initial denaturation phase of 3 min at 94 ° C, 35-40 cycles of denaturation at 94 ° C (30 sec), annealing at 58 ° C (30 sec), extension at 72 ° C (90 sec ) and a final synthesis step of 10 min at 72 ° C. The resulting PCR products were separated on agarose gels and stained with ethidium bromide. The PCR products of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin were sequenced and compared to the corresponding sequence data from GeneBank using BLAST ( www.ncbi.nlm.nih.gov ). The names of the GlyRα3 exons refer to the automatic gene designation system Ensembl ( www.ensembl.org ) and differ from the original description of Nikolic et al. (1998), The human glycine receptor subunit alpha3. Glra3 gene structure, chromosome localization, and functional characterization of alternative transcripts, J. Biol. Chem. 273: 19708-19714 ,

1.4 Synthese der Ribosonde und Hybridisierung in situ1.4 Synthesis of riboprobe and hybridization in situ

Für die spezifischen Ribosonden wurden die PCR-Fragmente von GlyRα3_L (513 bp) GlyRβ (732 bp) und Gephyrin (573 bp) in den pCR-II-Topo-Vektor (Invitrogen, Karlsruhe, Deutschland) kloniert und für die Transkription in vitro verwendet. Die komplementären Stränge für die Sinn- und Gegensinnsonden wurden in Gegenwart von Digoxigenin-markiertem Mix (DIG; Roche Diagnostics) entweder von der SP6- oder der T7-Promotorstelle transkribiert.For the specific riboprobes became the PCR fragments of GlyRα3_L (513 bp) GlyRβ (732 bp) and gephyrin (573 bp) into the pCR II topo vector (Invitrogen, Karlsruhe, Germany) and for transcription used in vitro. The complementary strands for the sense and antisense probes were in the presence of Digoxigenin-labeled mix (DIG; Roche Diagnostics) either from the SP6 or T7 promoter site transcribed.

"Whole-mount"-in-situ-Hybridisierungen mit GlyRα3L-, GlyRβ- und Gephyrin-Ribosonden erfolgte, wie beschrieben; vgl. Engel et al. (2006), Two classes of outer hair cells along the tonotopic axis of the cochlea, Neuroscience 143:837:849 . Kurz, die Cochlea aus Ratten mit dem angegebenem Alter wurden mit 2% Paraformaldehyd für 30 min fixiert, gefolgt von einer Dehydrierung in 100% Methanol über Nacht bei –20°C. Nach der Rehydrierung und dem Verdau mit Proteinase K (2 μg/ml) bei 37°C für 3 min, wurden die Coch lea in 2% Paraformaldehyd für 15 min post-fixiert. DIG-markierte Gegensinn- oder Sinn-Proben wurden in Hybridisierungslösung verdünnt, die 25% Microarray-Hybridisierungspuffer (Amersham Biosciences, Freiburg, Deutschland), 25% nucleasefreies Wasser und 50% Formamid enthielten. Die Hybridisierung wurde über Nacht bei 55 °C durchgeführt. Die nachfolgenden Waschund Detektionsschritte wurden durchgeführt, wie beschrieben, vgl. Knipper et al. (1999), Distinct thyroid hormone-dependent expression of TrKB and p75NGFR in nonneuronal cells during the critical TH-dependent period of the cochlea, J. Neurobiol. 38: 338–356 ; Knipper et al. (2000, a. a. O.) . Jede Hybridisierung erfolgte in zumindest drei verschiedenen Tieren des angegebenen Alters.Whole-mount in situ hybridizations with GlyRα3L, GlyRβ and gephyrin riboprobes were performed as described; see. Engel et al. (2006), Two classes of outer hair cells along the tonotopic axis of the cochlea, Neuroscience 143: 837: 849 , Briefly, the cochleas from rats of the indicated age were fixed with 2% paraformaldehyde for 30 min, followed by dehydration in 100% methanol overnight at -20 ° C. After rehydration and digestion with proteinase K (2 μg / ml) at 37 ° C for 3 min, the cells were post-fixed in 2% paraformaldehyde for 15 min. DIG-labeled antisense or sense samples were diluted in hybridization solution containing 25% microarray hybridization buffer (Amersham Biosciences, Freiburg, Germany), 25% nuclease-free water and 50% formamide held. Hybridization was performed overnight at 55 ° C. The following washing and detection steps were carried out as described, cf. Knipper et al. (1999), Distinct thyroid hormone-dependent expression of TrKB and p75NGFR in nonneuronal cells during the critical TH-dependent period of the cochlea, J. Neurobiol. 38: 338-356 ; Knipper et al. (2000, loc. Cit.) , Each hybridization was done in at least three different animals of the indicated age.

1.5 Fluoreszenz-Immunhistochemie1.5 Fluorescent immunohistochemistry

Für die Immunhistochemie wurden die Schnitte der Rattencochlea gefärbt, und dargestellt, wie beschrieben; vgl. Knipper et al. (2000 a. a. O.) und Knipper et al. (1998), Thyroid hormone affects Schwann cell and oligodendrocyte gene expression at the glial transition zone of the VIIIth nerve prior to cochlea function, Development 125: 3709–3718 . Der Maus-monoklonale Antikörper mAb4a, der gegen ein gemeinsames N-terminales Epitop der GlyRα1-4-Untereinheiten gerichtet war, wurde als Hybridomüberstand erhalten. Für die spezifische Detektion der GlyRα3-Untereinheit wurde ein polyklonaler Rattenantikörper (SIGMA-Aldrich) verwendet. Es wurden Maus-monoklonale Antikörper gegen Gephyrin (BD Transduction Laboratories, Heidelberg, Deutschland) und Neurofilament 200 (NF200; The Einding Site, Heidelberg, Deutschland) verwendet. Primäre Antiseren wurden mit Cy3- (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA, USA) oder Alexa488-konjugierten Sekundärantikörpern (Molecular Probes, Leiden, Niederlande) visualisiert. Die Schnitte wurden in Vectashield-Mounting-Medium, enthaltend DAPI-Zellkernfärbemittel (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA), fixiert. Die Proben wurden unter Verwendung eines Olympus AX70 Mikroskops fotogra fiert, das mit einer Epifluoreszenz-Illumination und 40× (numerische Apertur 1.0) oder 100× Ölimmersionsobjektiven (numerische Apertur 1.35) ausgestattet war. Die Bilder wurden unter Verwendung einer CCD Color View 12 Kamera und einem Imaging-System Analysis (SIS, Münster, Deutschland) aufgenommen. Jede Färbung wurde zumindest im Dreifachansatz in drei Tieren des jeweiligen Alters und Genotyps durchgeführt. Die immunhistochemischen Analysen erfolgten am postnatalen Tag 8 (P8) oder in der adulten (> P21) Rattencochlea. Für die "Whole-mount"-Immunhistochemie wurde die Präparation und Fixierung der Cochlea durchgeführt, wie beschrieben in Engel et al. (2006; a. a. O.) , und es wurden die wie oben beschriebenen Immunhistochemieprotokolle befolgt.For immunohistochemistry, the sections of the rat cochlea were stained and displayed as described; see. Knipper et al. (2000, loc. Cit.) and Knipper et al. (1998), Thyroid hormone Schwann cell and oligodendrocyte gene expression at the glial transition zone of the VIIIth nerve prior to cochlear function, Development 125: 3709-3718 , The mouse monoclonal antibody mAb4a directed against a common N-terminal epitope of the GlyRα1-4 subunits was obtained as a hybridoma supernatant. For the specific detection of the GlyRα3 subunit a polyclonal rat antibody (SIGMA-Aldrich) was used. Mouse monoclonal antibodies to gephyrin (BD Transduction Laboratories, Heidelberg, Germany) and Neurofilament 200 (NF200, The Einding Site, Heidelberg, Germany) were used. Primary antisera were visualized with Cy3 (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA, USA) or Alexa488 conjugated secondary antibodies (Molecular Probes, Leiden, The Netherlands). The sections were fixed in Vectashield mounting medium containing DAPI nuclear stain (Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA). The samples were photographed using an Olympus AX70 microscope equipped with epifluorescence illumination and 40x (numerical aperture 1.0) or 100x oil immersion objectives (numerical aperture 1.35). The images were taken using a CCD Color View 12 camera and an imaging system analysis (SIS, Münster, Germany). Each staining was performed at least in triplicate in three animals of the respective age and genotype. Immunohistochemical analyzes were performed on postnatal day 8 (P8) or in the adult (> P21) rat cochlea. For whole-mount immunohistochemistry, preparation and fixation of the cochlea were performed as described in US Pat Engel et al. (2006, loc. Cit.) and the immunohistochemistry protocols as described above were followed.

2. Ergebnisse2 results

2.1 Amplifizierung der cDNA der Glycinrezeptoren und des Ankerproteins Gephyrin in der Säugetiercochlea2.1 Amplification of the cDNA of the glycine receptors and of the anchor protein gephyrin in the mammalian cochlea

Unter der Verwendung von RT-PCR wurden die Transkripte von GlyRα3 (512 bp), GlyRβ (732 bp) und Gephyrin (573 bp) aus der Rattencochlea bei P14 amplifiziert (1, P14). β-Actin (655 bp) wurde als Haushaltsgen verwendet. Die GlyRα3-Primer wurden so designed, dass diese mögliche Splicevarianten entsprechend den Isoformen der Untereinheiten GLRA3 short (GlyRα3_K) und GLRA3 long (GlyRα3_L) beim Menschen detektieren. Die RT-PCR aus der adulten Cochlea (> P21) ergab eine Doppelbande für die GlyRα3-Transkripte, angezeigt durch Pfeile in 1 (> P21). Die Transkripte von GlyRα1 und GlyRα2 konnten in keinem der analysierten Stadien amplifiziert werden. Rückenmarks-cDNA (1, sc P21) wurde als Positivkontrolle für GlyRα1-3, GlyRβ, Gephyrin und β-Actin verwendet.Using RT-PCR, the transcripts of GlyRα3 (512 bp), GlyRβ (732 bp) and gephyrin (573 bp) from the rat cochlea were amplified at P14 ( 1 , P14). β-actin (655 bp) was used as a housekeeping gene. The GlyRα3 primers were designed to detect potential splice variants according to the isoforms of the subunits GLRA3 short (GlyRα3_K) and GLRA3 long (GlyRα3_L) in humans. RT-PCR from the adult cochlea (> P21) revealed a double band for the GlyRα3 transcripts indicated by arrows in 1 (> P21). The transcripts of GlyRα1 and GlyRα2 could not be amplified in any of the analyzed stages. Spinal cord cDNA ( 1 , sc P21) was used as a positive control for GlyRα1-3, GlyRβ, gephyrin and β-actin.

Die zwei PCR-Produkte der GlyRα3-Doppelbande (2a) wurden in den pCRII-TOPO-Vektor kloniert. Die Sequenzierung der Insert-PCR-Produkte er gab zwei GlyRα3-Transkriptvarianten (2b). Das längere Transkript, das aus 512 bp bestand (Glra3_rn_L), zeigte 99% Identität mit der cDNA-Sequenz Glra3 der Ratte aus GeneBank (Zugriffsnummer: NM_053724). Das kürzere Transkript, das aus 467 bp bestand (Glra3_rn_K), trug eine 45 bp-Deletion zwischen den Nucleotiden 1120 und 1164 der Codierungssequenz (2c, fettgedruckt und kursiv). Die Analyse der Nucleotidsequenzen Glra3 aus der Ratte und GLRA3 aus dem Menschen mit dem „Ensembl automatic gene annotation"-System ergab hochkonservierte Exon-Intron-Grenzen. Die 45 bp-Deletion in Glra3_rn_K entspricht dem fehlenden Exon 9 (45 bp) der humanen cDNA-Sequenz von GLRA3_K (2c, Exon 9). Die beiden aus der Rattencochlea amplifizierten Glra3-Transkripte zeigten die Merkmale der zuvor beschriebenen humanen GLRA3 kurzen (α3_K) und langen (α3_L) Splicevarianten und werden deshalb im folgenden Text als GlyRα3_K und GlyRα3_L bezeichnet. Sequenzdaten aus dem GlyRβ- und Gephyrin-PCR-Fragmenten bestätigten die Identität der amplifizierten Transkripte mit den entsprechenden Sequenzen aus dem Ratten-ZNS in GeneBank (Glrb: NM_053296; Gephyrin: NM_022865, Daten nicht gezeigt). Zusammenfassend ergeben die Ergebnisse aus der RT-PCR, dass GlyRα3-, GlyRβ- und Gephyrin-Transkripte in der Cochlea der adulten Ratte mit Beginn des Hörens (~P12) exprimiert werden.The two PCR products of the GlyRα3 double band ( 2a ) were cloned into the pCRII-TOPO vector. The sequencing of the insert PCR products gave two GlyRα3 transcript variants ( 2 B ). The longer transcript consisting of 512 bp (Glra3_rn_L) showed 99% identity with the rat Glra3 cDNA sequence from GeneBank (accession number: NM_053724). The shorter transcript consisting of 467 bp (Glra3_rn_K) carried a 45 bp deletion between nucleotides 1120 and 1164 of the coding sequence (FIG. 2c , in bold and in italics). Analysis of human nucleotide sequences Glra3 and human GLRA3 with the ensemble automatic gene annotation system revealed highly conserved exon-intron boundaries The 45 bp deletion in Glra3_rn_K corresponds to the missing exon 9 (45 bp) of the human cDNA Sequence of GLRA3_K ( 2c , Exon 9). The two Glra3 transcripts amplified from the rat cochlea showed the features of the previously described human GLRA3 short (α3_K) and long (α3_L) splice variants and are therefore referred to below as GlyRα3_K and GlyRα3_L. Sequence data from the GlyRβ and gephyrin PCR fragments confirmed the identity of the amplified transcripts with the corresponding rat CNS sequences in GeneBank (Glrb: NM_053296; gephyrin: NM_022865, data not shown). In summary, the RT-PCR results indicate that GlyRα3, GlyRβ and gephyrin transcripts are expressed in the adult rat cochlea at the onset of hearing (~ P12).

2.2 Lokalisierung der mRNA von Glycinrezeptoren und Gephyrin durch In-situ-Hybridisierung2.2 Localization of mRNA from glycine receptors and Gephyrin by in situ hybridization

Um die Lokalisierung der mRNA der GlyR-Untereinheit in der Rattencochlea zu identifizieren, wurden Ribosonden hergestellt, die gegen GlyRα3_L-, GlyRβ- und Gephyrin-Transkripte gerichtet waren, und es wurde eine In-situ-Hybridisierung auf der adulten (> P21) Rattencochlea durchgeführt. Da nach der Decalzifizierung auf Cryoschnitten keine ausreichenden Signale erhalten wurden (Daten nicht gezeigt), wurden "Whole-mount"-In-situ-Hybridisierungen durchgeführt. In 3 wird ein Überblick über einen einzelnen Cochlea-Bogen Signale von GlyRα3- (3a), GlyRβ- (3c) und Gephyrin- Transkripten (3e) in Neuronen der Spiralganglien (SG) gegeben. Eine höhere Vergrößerung des Bereiches der SG zeigt eine cytoplasmatische Lokalisierung der mRNA von GlyRα3 (3b), GlyRβ (3d) und Gephyrin (3f). Die entsprechenden "Sinn"-Proben (3a–f, eingesetzte Aufnahmen) zeigten kein Signal.To localize the mRNA of the To identify GlyR subunit in the rat cochlea, riboprobes directed against GlyRα3_L, GlyRβ and gephyrin transcripts were prepared and in situ hybridization was performed on the adult (> P21) rat cochlea. Since sufficient signals were not obtained after decalcification on cryosections (data not shown), whole-mount in situ hybridizations were performed. In 3 is a review of a single cochlear arc signals from GlyRα3- ( 3a ), GlyRβ- ( 3c ) and gephyrin transcripts ( 3e ) in neurons of the spiral ganglia (SG). A higher magnification of the region of the SG indicates cytoplasmic localization of the mRNA of GlyRα3 ( 3b ), GlyRβ ( 3d ) and gephyrin ( 3f ). The corresponding "sense" samples ( 3a -F, inserted images) showed no signal.

In 4 wurde der Bereich der Haarzellen in der Cochlea der adulten Ratte bei stärkerer Vergrößerung untersucht. Transkripte von GlyRα3 (4a), GlyRβ (4b) und Gephyrin (4c) wurden in den OHC identifiziert (ausgefüllte Pfeile). Während zusätzlich auf der Ebene der IHC die mRNA von Gephyrin detektiert wurde (4c, nicht ausgefüllte Pfeile), wurde in den IHC für die mRNA von GlyRα3 und GlyRβ kein Hybridisierungssignal erhalten (4a, b, nicht ausgefüllte Pfeile). Die entsprechenden "Sinn"-Sonden ergaben kein Signal (eingefügte Aufnahmen in 4a–c). Vor dem Beginn des Hörens wurde die mRNA von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in den inneren (ICH) nicht aber äußeren Haarzellen (OHC) exprimiert (Daten nicht gezeigt).In 4 The area of hair cells in the adult rat cochlea was examined at higher magnification. Transcripts of GlyRα3 ( 4a ), GlyRβ ( 4b ) and gephyrin ( 4c ) were identified in the OHC (filled arrows). While in addition to the level of IHC, the mRNA of gephyrin was detected ( 4c , open arrows), no hybridization signal was obtained in the IHC for the mRNA of GlyRα3 and GlyRβ ( 4a , b, unfilled arrows). The corresponding "sense" probes gave no signal (inserted images in 4a c). Before starting the hearing, the mRNA of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin was expressed in the inner (ICH) but not outer hair cells (OHC) (data not shown).

2.3 Proteindetektion und -lokalisierung der Glycinrezeptoren und von Gephyrin in der Cochlea der Ratte2.3 Protein Detection and Localization of glycine receptors and of gephyrin in the cochlea of the rat

In dem nächsten Schritt sollten die GlyRα3- und Gephyrin-Proteine unter Verwendung eines monoklonalen Antikörpers mAb4a, der alle GlyRα-Untereinheiten erkennt, eines für GlyRα3-spezifischen polyklonalen Antikörpers und eines monoklonalen Antikörpers gegen das Ankerprotein Gephyrin auf Haarzellebene visualisiert werden.In The next step should be the GlyRα3 and gephyrin proteins using a monoclonal antibody mAb4a, which recognizes all GlyRα subunits, one for GlyRα3-specific polyclonal antibody and a monoclonal antibody against the anchor protein gephyrin visualized on hair cell level.

Vor dem Beginn des Hörens detektierte mAb4a, der gegen ein gemeinsames N-terminales Epitop der GlyRα1-4-Untereinheiten gerichtet ist, schwache punktartige Signale unter den inneren Haarzellen, wie gezeigt für den apikalen und mittelbasalen Bogen der Cochlea in Schnitten der Ratte bei P8 (5a, b). Bei P8 konnte für das GlyRα-Protein auf der Ebene der äußeren Haarzellen kein Protein detektiert werden. Im Gegensatz zu GlyRα konnten in Cryoschnitten Gephyrin-Polypeptide nicht detektiert werden, weder in decalcifiziertem noch in nicht-decalcifiziertem Gewebe. Parallel hierzu wurde zur Umgehung der Decalcifizierung der Proben und zur Verbesserung der Proteindetektion "Whole-mount"-Immunhistochemie verwendet. Dabei wurden lediglich für den GlyRα3-spezifischen Antikörper positive Ergebnisse erhalten. Für das GlyRα3-Protein wurde auf der Ebene der IHC (5c, Stern), in der Nähe der NF200-immunpositiven Nervenprojektionen (5c, ausgefüllte Pfeilspitze) ein punktähnliches Färbemuster beobachtet, gezeigt für die Cochlea der Ratte > P21. Die Position der GlyRα3-Färbung ist im Vergleich zu den IHC-Kernen dargestellt, gefärbt mit DAPI (5d) oder im Vergleich zur Färbung der Kerne und NF200 als Dreifachfärbung (5e).Prior to commencement of hearing, mAb4a directed against a common N-terminal epitope of the GlyRα1-4 subunits detected weak punctate signals below the inner hair cells as shown for the apical and central basilar arch of the cochlea in rat sections at P8 (FIG. 5a , b). At P8, no protein could be detected for the GlyRα protein at the level of the outer hair cells. In contrast to GlyRα, in cryosections gephyrin polypeptides could not be detected, either in decalcified or non-decalcified tissue. In parallel, whole-heat immunochemistry was used to circumvent the decalcification of the samples and to improve protein detection. Only positive results were obtained for the GlyRα3-specific antibody. For the GlyRα3 protein, at the level of IHC ( 5c , Star), near the NF200 immune-positive nerve projections ( 5c , filled arrowhead) observed a dot-like staining pattern, shown for rat cochlea> P21. The position of the GlyRα3 staining is shown in comparison to the IHC cores stained with DAPI ( 5d ) or in comparison to the staining of the cores and NF200 as triple staining ( 5e ).

Die Expression von GlyRα3-Protein auf OHC der Ratte > P21 ist in 6 dargestellt. Für das GlyRα3-Polypeotid (Stern) wurde in den drei Ebenen der OHC ein Signal detektiert (6a, d, ausgefüllte Pfeile). Die Kerne der OHC wurden mit DAPI markiert (6b, c, e, f) und die Nervenfasern, die an den OHC enden, wurden mit einem Antikörper gegen NF200 gefärbt (6a–f, ausgefüllte Pfeilspitze). Typische Cluster von GlyRα3-Protein waren an der Zellmembran von OHC in direkter Nähe zu NF200-positiven Nervenenden lokalisiert (6c, d, f). Bei einem Weglassen der primären Antikörper ergaben sich keine Signale (Daten nicht gezeigt).The expression of GlyRα3 protein on rat OHC> P21 is in 6 shown. For the GlyRα3 polypeptide (star), a signal was detected in the three levels of the OHC ( 6a , d, solid arrows). The nuclei of the OHC were labeled with DAPI ( 6b , c, e, f) and the nerve fibers that terminate at the OHC were stained with an antibody against NF200 ( 6a -F, filled arrowhead). Typical clusters of GlyRα3 protein were located at the cell membrane of OHC in close proximity to NF200-positive nerve terminals ( 6c , d, f). Elimination of the primary antibodies did not give any signals (data not shown).

3 Fazit3 conclusion

In der vorliegenden Untersuchung wurden Glycinrezeptoren und das Ankerprotein Gephyrin in der Cochlea der Ratte detektiert und deren Verteilung durch "Whole-mount"-In-situ-Hybridisierung und Fluoreszenz-Immunhistochemie analysiert. Es wurde demonstriert, dass mittels Glycinrezeptor-Agonisten Phantomphänomene, wie akuter Tinnitus, ursächlich behandelt werden können.In In the present study, glycine receptors and the anchor protein were used Gephyrin detected in the cochlea of the rat and its distribution through Whole-mount in situ hybridization and fluorescence immunohistochemistry analyzed. It has been demonstrated that by means of glycine receptor agonists phantom phenomena, such as acute tinnitus, can be treated causally.

3.1 Glycinrezeptor-Isoformen, die in der Cochlea detektiert wurden3.1 glycine receptor isoforms found in the Cochlea were detected

Die durchgeführten Untersuchungen zeigten eine Expression von Transkripten von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in der Cochlea der Ratte. Hierzu im Gegensatz wurden Transkripte von GlyRα1 und GlyRα2 weder in den analysierten postnatalen noch in reifen Stadien detektiert (siehe 1).The investigations carried out showed expression of transcripts of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin in the rat cochlea. In contrast, transcripts of GlyRα1 and GlyRα2 were detected neither in the analyzed postnatal nor in mature stages (see 1 ).

Unter den speziellen Varianten der GlyRα-Untereinheiten war die Funktion der GlyRα3-Untereinheit lange Zeit unklar. GlyRα3-Transkripte wurden in dem Riechkolben und Cerebellum, dem auditorischen Hirnstamm und dem dorsalen Horn des Rückenmarks von adulten Nagetieren detektiert. Zunehmende Hinweise für eine Expression von GlyRα3 in Gehirnregionen, die mit der sensorischen Verarbeitung assoziiert sind, deuten auf eine entscheidende Rolle von GlyRα3 bei der sensorischen Integration hin. Dieses Verständnis wird unterstützt durch die Detektion von GlyRα3 im dorsalen Horn des Rückenmarks, wo es als ein Schlüsselfaktor in der Transmission von Schmerzsignalen aus der Peripherie in das Gehirn identifiziert wurde. Auf der Ebene des auditorischen Hirnstammes spielen Glycinrezeptoren in der zentralen sensorischen Verarbeitung von akustischen Signalen, einschließlich der lateralen Inhibition und Lokalisierung von Geräuschquellen eine entscheidende Rolle. Die Identifizierung von GlyRα3 in der Cochlea der Ratte unterstützt zusätzlich das Konzept von GlyRα3 als die "sensorische" Variante der GlyRα-Untereinheit. Bis heute wird nicht verstanden, wie die spezifischen Kinetiken von GlyRα3 mit dieser Rolle in Zusammenhang stehen. Rekombinante GlyRα3-Kanäle zeigen schnelle Kinetiken, haben jedoch eine niedrigere Affinität für Glycin als GlyRα1-Kanäle.Among the specific variants of the GlyRα subunits, the function of the GlyRα3 subunit was unclear for a long time. GlyRα3 transcripts were detected in the olfactory bulb and cerebellum, the auditory brainstem, and the dorsal horn of adult spinal cord spinal cord. Increasing evidence for expression of GlyRα3 in brain regions associated with sensory processing suggests a crucial role for GlyRα3 in sensory integration. This understanding is supported by the detection of GlyRα3 in the dorsal horn of the back where it was identified as a key factor in the transmission of pain signals from the periphery to the brain. At the level of the auditory brainstem, glycine receptors play a crucial role in the central sensory processing of acoustic signals, including lateral inhibition and localization of noise sources. The identification of GlyRα3 in the rat cochlea further supports the concept of GlyRα3 as the "sensory" variant of the GlyRα subunit. To date, it is not understood how the specific kinetics of GlyRα3 are related to this role. Recombinant GlyRα3 channels show fast kinetics, but have a lower affinity for glycine than GlyRα1 channels.

Die Erfinder detektierten GlyRα3-Splicevarianten in der Cochlea der Ratte, die den humanen Isoformen GlyRα3_K und GlyRα3_L entsprachen (siehe 2). Bislang wurde alterantives Splicing der mRNA von GlyRα3 nur für den Menschen und die Maus beschrieben. Bei der kurzen GlyRα3_K-Isoform fehlt der 45 bp-Stretch von Exon 9, was einem Verlust von 15 Aminosäuren in dem Kanalprotein entspricht. Rekombinante Innenkanäle der beiden Splicevarianten zeigen unterschiedliche Kanalkinetiken. Die lange GlyRα3_L-Isoform zeigt eine höhere Affinität für Glycin und desensitiviert wesentlich langsamer und in einem geringeren Ausmaß als GlyRα3_K. Das Screening von Zellen der Cochlea nach einer möglichen differentiellen subzellulären Verteilung der GlyRα3-Isoformen könnte nützlich sein, um die Rolle dieser Splicevarianten weiter aufzuklären. Außerdem könnten elektrophysiologische Aufnahmen von nativen Glycinrezeptoren in isolierten Haarzellen und von rekombinanten cochlearen GlyRα3_K und GlyRα3_L-Kanälen zur Charakterisierung der Kanaleigenschaften von Glycinrezeptor-Isoformen in der Cochlea und für das Verständnis von deren spezifischen Rollen beim Hören hilfreich sein.The inventors detected GlyRα3 splice variants in the rat cochlea that corresponded to the human isoforms GlyRα3_K and GlyRα3_L (see 2 ). So far, alterant splicing of GlyRα3 mRNA has been described only for humans and mice. The short GlyRα3_K isoform lacks the 45 bp stretch of exon 9, corresponding to a loss of 15 amino acids in the channel protein. Recombinant internal channels of the two splice variants show different channel kinetics. The long GlyRα3_L isoform shows a higher affinity for glycine and desensitizes much more slowly and to a lesser extent than GlyRα3_K. The screening of cochlear cells for a possible differential subcellular distribution of the GlyRα3 isoforms might be useful to further elucidate the role of these splice variants. In addition, electrophysiological recordings of native glycine receptors in isolated hair cells and of recombinant cochlear GlyRα3_K and GlyRα3_L channels could be useful for characterizing the channel properties of glycine receptor isoforms in the cochlea and for understanding their specific roles in hearing.

Zusätzlich zu der Liganden-bindenden GlyRα3-Untereinheit wurden GlyRβ-Transkripte in der Cochlea der Ratte durch RT-PCR und In-situ-Hybridisierung detektiert. Bis heute ist unklar, ob native GlyRα3-Kanäle α3-Homopentamere oder α3β-Heteropentamere ausbilden. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die molekulare Zusammensetzung der Glycinrezeptoren in der Cochlea aufzuklären. Vermutlich verankert Gephyrin über eine Bindung an die β-Untereinheit die Glycinrezeptoren der Cochlea in dem Cytoskelett und ist entscheidend für die postsynaptische Clusterung von Glycinrezeptoren, wie dies für das zentrale Nervensystem und die Retina bereits beschrieben wurde. Dies wird durch die Beobachtung unterstützt, dass GlyRα3-Protein in immunhistochemischen Färbungen der unreifen Cochlea der Ratte Cluster bildet. Die gleiche Verteilung der mRNA von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in OHC und SG-Neuronen, die die Erfinder dokumentieren (3, 4), stützt die Möglichkeit von α3β-Heteropentameren in der Cochlea der Ratte (siehe auch weiter unten).In addition to the ligand-binding GlyRα3 subunit, GlyRβ transcripts were detected in the rat cochlea by RT-PCR and in situ hybridization. To date, it is unclear whether native GlyRα3 channels form α3 homopentamers or α3β heteropentamers. Further investigation is needed to elucidate the molecular composition of glycine receptors in the cochlea. Presumably, by binding to the β-subunit, gephyrin anchors the cochlear glycine receptors in the cytoskeleton and is critical for postsynaptic clustering of glycine receptors, as previously described for the central nervous system and retina. This is supported by the observation that GlyRα3 protein forms clusters in immunohistochemical staining of the rat immature cochlea. The same distribution of mRNA of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin in OHC and SG neurons documented by the inventors ( 3 . 4 ), supports the possibility of α3β heteropentamers in the rat cochlea (see also below).

In den inneren Haarzellen des reifen Innenohrs wurde jedoch nur die mRNA von Gephyrin durch "Whole-mount"-In-situ-Hybridisierung detektiert, wo hingegen kein Signal für die mRNA von GlyRα3 und GlyRβ detektiert wurde (siehe 4c). Die Expression von Gephyrin in Bereichen, die weitgehend keine glycinergen Synapsen aufweisen, wird bereits für das ZNS und die Retina von Nagetieren beschrieben. Es gibt zunehmende Hinweise darauf, dass Gephyrin diesen Bereichen in die postsynaptische Clusterbildung von GABAA-Rezeptoren in involviert ist. Während es notwendig ist, die Expression von Gephyrin-Transkripten in IHC in größerem Detail zu untersuchen, ist es von erheblichem Interesse, eine Rolle von Gephyrin als ein Ankerprotein für einen IHC-spezifischen Ionenkanal in Betracht zu ziehen.In the inner hair cells of the mature inner ear, however, only the mRNA of gephyrin was detected by whole-mount in situ hybridization, whereas no signal for the mRNA of GlyRα3 and GlyRβ was detected (see 4c ). The expression of gephyrin in areas that have largely no glycinergen synapses, is already described for the CNS and the retina of rodents. There is increasing evidence that gephyrin is involved in these posts in the postsynaptic clustering of GABA A receptors. While it is necessary to examine in more detail the expression of gephyrin transcripts in IHC, it is of considerable interest to consider a role of gephyrin as an anchor protein for an IHC-specific ion channel.

3.2 Glycinrezeptoren in den peripheren sensorischen Organen: Retina und Cochlea3.2 Glycine receptors in the peripheral sensory organs: retina and cochlea

In den letzten Jahren gab es zunehmend Hinweise darauf, dass Glycinrezeptoren in die sensorische Integration in dem zentralen Nervensystem (ZNS) involviert sind. Außerdem stärkt die Detektion und Charakterisierung von Glycinrezeptoren in der Retina die Hypothese, dass glycinerge Neurotransmission auch in die periphere sensorische Informationsverarbeitung involviert sein könnte.In In recent years there has been increasing evidence that glycine receptors into sensory integration in the central nervous system (CNS) are involved. It also strengthens the detection and Characterization of glycine receptors in the retina the hypothesis that glycinerge neurotransmission also into the peripheral sensory Information processing could be involved.

In der Retina von Nagetieren wurden Transkripte von GlyRα1-4, GlyRβ und Gephyrin in spezifischen retinalen Zelltypen sowohl auf der Ebene der mRNA als auch der Proteinebene detektiert, was darauf hindeutet, dass glycinerge Ströme bei der Verarbeitung von visueller Information in der äußeren Retina eine Rolle spielen. Die Detektion von Glycinrezeptoren in der Cochlea stützt das Konzept einer modulatorischen Rolle von glycinerger Neurotransmission in den peripheren sensorischen Organen.In the retina of rodents were transcripts of GlyRα1-4, GlyRβ and gephyrin in specific retinal cell types detected both at the level of the mRNA and the protein level, suggesting that glycinerge streams in processing of visual information in the outer retina play a role. The detection of glycine receptors in the cochlea supports the concept of a modulatory role of glycinerger Neurotransmission in the peripheral sensory organs.

3.3 Glycinrezeptoren in der Cochlea: Zielmoleküle für efferente Innervation3.3 Glycine receptors in the cochlea: target molecules for efferent innervation

Die Verteilung von GlyR-mRNA und -Protein in der Cochlea lassen die Schlussfolgerung zu, dass es sich bei den inhibitorischen Glycinrezeptoren und Gephyrin um Zielmoleküle des efferenten oliviocochlearen Bündels handelt.The Distribution of GlyR mRNA and protein in the cochlea leave the Conclusion that it is the inhibitory glycine receptors and gephyrin around target molecules of the efferent oliviocochlear Bundle acts.

Laterales oliviocochleares (LOC) Bündel: Das efferente System LOC moduliert auditorische Nervenerregbarkeit und balanciert interaurale Sensitivität. ACh, GABA, Dopamin und CGRP wurden als Transmitter des LOC-Systems identifiziert. Vor dem Beginn des Hörens werden IHC anfänglich von oliviocochlearen efferenten Fasern kontaktiert. In der adulten Cochlea kontaktieren diese efferenten Fasern direkt OHC und bilden unterhalb der IHC axosomatische Synapsen mit den afferenten Dendriten. Deshalb wird angenommen, dass die mutmaßlichen inhibitorischen Rezeptoren von efferenten Transmittern zum Zeitpunkt der Bildung von axosomatischen Synapsen lokalisiert werden. Es wird vermutet, dass diese Rezeptoren nach dem Beginn des Hörens in den Neuronen der Spiralganglien und afferenten Dendriten lokalisiert sind.Lateral oliviocochlear (LOC) bundle: The efferent system LOC modulates auditory nerve excitability and balances interaural sensitivity. ACh, GABA, dopamine and CGRP were identified as transmitters of the LOC system. Before starting listening, IHC will initially be used by olivio cochlear efferent fibers contacted. In the adult cochlea, these efferent fibers directly contact OHC and form axosomatic synapses with the afferent dendrites below the IHC. Therefore, it is believed that the putative inhibitory receptors are localized by efferent transmitters at the time of axosomatic synapse formation. These receptors are thought to be located in the neurons of the spiral ganglia and afferent dendrites after the onset of hearing.

Entsprechend identifizierten die Erfinder Transkripte von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin in SG-Neuronen der adulten Cochlea (siehe 3) und detektierten GlyRα3-Protein auf der Ebene der IHC von Neurofilament-positiven mutmaßlichen afferenten Fasern (siehe 5). Des Weiteren wurde vor dem Beginn des Hörens GlyRα3-Protein an der Basis der IHC lokalisiert. Das punktähnliche Färbemuster deutete nicht nur auf die charakteristischen GlyR-Cluster in der Zellmembran hin, es erinnert auch die Lokalisierung des SK2-Kanalproteins in IHC zum gleichen Zeitpunkt. Für SK2-Proteine wird angenommen, dass diese efferente Kontrollen, die durch nicotinische, cholinerge Rezeptoren (AChα, α10) vermittelt werden, in diesem frühen Entwicklungsstadium an IHC weiterleiten.Accordingly, the inventors identified transcripts of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin in adult cochlear SG neurons (see 3 ) and detected GlyRα3 protein at the IHC level of neurofilament positive putative afferent fibers (see 5 ). Furthermore, GlyRα3 protein was localized at the base of IHC prior to onset of hearing. The dot-like staining pattern not only indicated the characteristic GlyR clusters in the cell membrane, it also reminds the localization of the SK2 channel protein in IHC at the same time. For SK2 proteins, it is believed that these efferent controls, mediated by nicotinic cholinergic receptors (AChα, α10), pass to IHC at this early stage of development.

Die Erfinder haben erkannt, dass der Glycinrezeptor in der Cochlea von großem klinischen und wissenschaftlichen Interesse ist. Konkret wurde he rausgefunden, dass Phantomphänomene, wie akuter Tinnitus und Phantomschmerz, durch die Stimulierung der Glycinrezeptoren in der Cochlea mittels Glycinrezeptor-Agonisten behandelbar sind.The Inventors have recognized that the glycine receptor in the cochlea of great clinical and scientific interest. Specifically, he found out that phantom phenomena, such as acute tinnitus and phantom pain, by stimulating glycine receptors are treatable in the cochlea by means of glycine receptor agonists.

Mediales oliviocochleares (MOC-) Bündel: Es ist möglich, dass inhibitorische GlyR in OHC in die efferente Signalgebung des MOC-Bündels involviert sind. Nach dem Beginn des Hörens kontaktieren Nervenfasern des MOC-Systems das basolaterale Ende von OHC mit axosomatischen Synapsen. Das MOC-Bündel arbeitet als Geräusche-evozierte Rückkopplungsschleife, die den Beitrag der OHC zur cochlearen Amplifizierung reduziert und das Innenrohr gegenüber einem akustischen Trauma schützt. Bislang wurden ACh und GABA als inhibitorische Transmitter des MOC-Systems identifiziert. Die Bindung von ACh an den nicotinischen α9-ACh-Rezeptor (nAChR) der basolateralen Enden von OHC führt zu einem Einstrom von Ca++-Ionen, wodurch Ca++-aktivierte SK2-K+-Kanäle geöffnet werden. Der hyperpolarisierende K+-Ausstrom verursacht einen inhibitorischen postsynaptischen Strom (IPSC), der die OHC-Elektromotilität reduziert. In den letzten Jahren gab es zunehmend Hinweise darauf, dass GABA ein weiterer Transmitter des MOC-Systems ist. α- und β-Untereinheiten des GABAA-Rezeptors wurden an dem basolateralen Ende von isolierten OHC detektiert. Gesamtzellaufnahmen von isolierten OHC zeigten eine Hyperpolarisierung und Elongation von OHC nach der Verabreichung von GABA. Diese Effekte konnten durch den GABAA-Rezeptor-Antagonist Picrotoxin blockiert werden.Medial oliviocochlear (MOC) bundle: It is possible that inhibitory GlyR in OHC may be involved in efferent signaling of the MOC bundle. After the onset of hearing, nerve fibers of the MOC system contact the basolateral end of OHC with axosomatic synapses. The MOC bundle works as a noise-evoked feedback loop that reduces the OHC's contribution to cochlear amplification and protects the inner tube from acoustic trauma. So far, ACh and GABA have been identified as inhibitory transmitters of the MOC system. The binding of ACh to the nicotinic α9-ACh receptor (nAChR) of the basolateral ends of OHC leads to an influx of Ca ++ ions, which opens Ca ++ -activated SK2-K + channels. The hyperpolarizing K + efflux causes an inhibitory postsynaptic current (IPSC) that reduces OHC electro-motility. There has been increasing evidence in recent years that GABA is another transmitter of the MOC system. α and β subunits of the GABA A receptor were detected at the basolateral end of isolated OHC. Total cellular uptake of isolated OHC showed hyperpolarization and elongation of OHC after administration of GABA. These effects could be blocked by the GABA A receptor antagonist picrotoxin.

In den Untersuchungen konnten die Erfinder Transkripte von GlyRα3, GlyRβ und Gephyrin an OHC durch "Whole mount"-In-situ-Hybridisierung detektieren (siehe 4). Außerdem konnte GlyRα3-Protein in allen drei Ebenen der OHC detektiert werden (siehe 6). Diese Befunde zeigen, dass inhibitorische Glycinrezeptoren in OHC Zielmoleküle des efferenten MOC-Systems darstellen (7, EF-MOC) und eine Protektion des Innenohrs gegenüber akustischer Überexponierung bewirken. Dies wird unterstützt durch die Effekte von Strychnin, dem kompetitiven Agonisten des inhibitorischen Glycinrezeptors. Eines der prodromalen Symptome einer Strychninvergiftung ist Hyperacusis. Es war bislang jedoch nicht bekannt, ob dieses Phänomen auf eine zentrale oder periphere Enthemmung oder aus beides zurückzuführen ist. Die Beobachtungen der Erfinder zeigen, dass der inhibitorische Glycinrezeptor für eine Protektion gegenüber akustischer Überexposition (mit-)verantwortlich ist. Eine chronische lokale Verabreichung von Strychnin in das Innenohr von Meerschweinchen unterbricht die efferente Aktivität und führt zu einer permanenten Verschiebung des Schwellenwertes für hohe Frequenzen nach einem akustischen Trauma. Gegenwärtig werden diese Beobachtungen dem Strychnin zugerechnet, das als ein Antagonist auf den α9-nAChR wirkt. Außerdem weisen kürzliche Befunde auf eine neue AChRα9-vermittelte Strychnin-sensitive Komponente der efferenten Aktivität auf der Ebene der OHC infolge von hochfrequenten akustischen Stimuli hin. Die Detektion von GlyR im Innenohr liefert jedoch einen neuen Baustein für die Interpretation der Strychnin-Intoxikation und weist darauf hin, dass auch Glycinrezeptoren zu den beobachteten Effekten von Strychnin zusätzlich zu α9-nAChR in der Cochlea beitragen.In the investigations, the inventors were able to detect transcripts of GlyRα3, GlyRβ and gephyrin on OHC by "whole mount" in situ hybridization (see 4 ). In addition, GlyRα3 protein could be detected in all three levels of the OHC (see 6 ). These findings indicate that inhibitory glycine receptors in OHC are target molecules of the efferent MOC system ( 7 , EF-MOC) and protection of the inner ear against acoustic overexposure. This is supported by the effects of strychnine, the competitive agonist of the inhibitory glycine receptor. One of the prodromal symptoms of strychnine intoxication is Hyperacusis. However, it has not been known to date whether this phenomenon is due to central or peripheral disinhibition or both. The observations of the inventors show that the inhibitory glycine receptor is (co-) responsible for protection against acoustic overexposure. Chronic topical administration of strychnine into guinea pig inner ear interrupts efferent activity and results in a permanent shift in the high frequency threshold after acoustic trauma. Currently, these observations are attributed to strychnine, which acts as an antagonist to the α9 nAChR. In addition, recent findings indicate a novel AChRα9-mediated strychnine-sensitive component of OHC-related efferent activity due to high-frequency acoustic stimuli. However, the detection of GlyR in the inner ear provides a new building block for the interpretation of strychnine intoxication and suggests that glycine receptors also contribute to the observed effects of strychnine in addition to α9-nAChR in the cochlea.

3.4 Behandlung von Phantomphänomenen durch Glycinrezeptor-Agonisten und GABA-Rezeptor-Agonisten3.4 Treatment of Phantom Phenomena by glycine receptor agonists and GABA receptor agonists

Die Autoren der WO 2006/079476 zeigten eine direkte Korrelation der veränderten erhöhten Expression von BDNF in der Peripherie der Cochlea mit der Induktion von Tinnitus. Mit der erhöhten Expression von BDNF in der Peripherie der Cochlea geht eine Herunterregulation des cortikalen Plastizitätsgens Arg3.1/Arc einher; vgl. Tan et al. (2007), Tinnitus behavior and hearing function correlate with the reciprocal expression patterns of BDNF and Arg3.1/arc in auditory neurons following acoustic trauma, Neuroscience 145(2): 715–726 .The authors of the WO 2006/079476 showed a direct correlation of the altered expression of BDNF in the periphery of the cochlea with the induction of tinnitus. The increased expression of BDNF in the periphery of the cochlea is accompanied by down-regulation of the cortical plasticity gene Arg3.1 / Arc; see. Tan et al. (2007), Tinnitus behavior and hearing function correlates with the reciprocal expression patterns of BDNF and Arg3.1 / arc in auditory neurons following acoustic trauma, Neuroscience 145 (2): 715-726 ,

Sowohl die Heraufregulation von BDNF in der Cochlea, als auch die Herunterregulation von Arg3.1/Arc im auditorischen Cortex sind direkt mit im Tiermodell induziertem Tinnitus korrelierbar; vgl. Panford-Walsh et al. (2007) , eingereicht.Both upregulation of BDNF in the cochlea and downregulation of Arg3.1 / Arc in the auditory cortex are directly correlated with animal model-induced tinnitus; see. Panford-Walsh et al. (2007) , submitted.

Beide Phänomene der Expressionsverschiebung der Gene BDNF und Arg3.1/Arc in der Cochlea und dem auditorischen Cortex, wie auch das Tinnitusverhalten selbst sind durch die Aktivierung einer inhibitorisch wirkenden efferenten Projektion, die axodendritisch auf den afferenten Hörnerven der inneren Haarzelle projiziert, blockierbar; vgl. WO 2006/079476 .Both phenomena of the expression shift of the genes BDNF and Arg3.1 / Arc in the cochlea and the auditory cortex as well as the tinnitus behavior itself are blockable by the activation of an inhibitory efferent projection projecting axodendritically on the afferent auditory nerves of the inner hair cell; see. WO 2006/079476 ,

Die Erfinder konnten nun einen völlig neuen inhibitorischen Transmitter, nämlich Glycin, im Innenohr entdecken. So konnten konkret die Glycinrezeptoren GlyRα3, GlyRβ und das Ankerprotein Gephyrin in der adulten Cochlea unterhalb der IHC und in OHCs detektiert werden.The Inventors could now have a completely new inhibitory Transmitter, namely glycine, discover in the inner ear. So Specifically, the glycine receptors GlyRα3, GlyRβ and the anchor protein gephyrin in the adult cochlea below the IHC and detected in OHCs.

Der Expressionslokus der Glycinrezeptoren unterhalb der inneren Haarzellen (IHC) zeigt, dass ganz analog zum GABAergen Feedback-Loop Glycin von Efferenzen des medialen oberen Olivenkomplexes (MOC) im Stammhirn ausgeschüttet wird (8B) und typischerweise inhibitorisch auf die Afferenzen der IHCs wirkt. Zum gleichen Rezeptortyp der "Gruppe I"- oder "Cys-Loop"-Familie wie die GABA Rezeptoren gehörend, führt die Aktivierung des Glycinrezeptors über den Einstrom von Cl-Anionen zur Hypopolarisierung des Neuriten. Dies führt zur einer konstanten tonischen Inhibition des afferenten Hörnerven, ein offenbar wesentlicher Parameter für die Balance der Nervaktivität zentraler auditorischer Projektionen.The expression locus of the glycine receptors below the inner hair cells (IHC) shows that, analogous to the GABAergic feedback loop, glycine is secreted by efferents of the medial upper olive complex (MOC) in the brain stem ( 8B ) and is typically inhibitory to the afferents of IHCs. Belonging to the same receptor type of the "group I" or "Cys-loop" family as the GABA receptors, activation of the glycine receptor via the influx of Cl anions leads to hypo-polarization of the neurite. This leads to a constant tonic inhibition of the afferent auditory nerve, apparently an essential parameter for the balance of nerve activity of central auditory projections.

Eine durch ein tinnitusinduzierendes Trauma bedingte Exzitocytose (zuviel Glutamat) oder eine Dislokation des inhibierenden "balancierenden" efferenten Inputs, führt zu der bereits beschriebenen Hyperpolarisierung des Hörnerven bzw. zur Erhöhung des BDNF-Spiegels in Spiralganglien.A excitocytosis caused by a tinnitus-inducing trauma (too much Glutamate) or a dislocation of the inhibiting "balancing" efferent inputs, leads to the already described hyperpolarization of the auditory nerve or to increase the BDNF level in spiral ganglia.

Die Erhöhung der BDNF-Expression stellt nach Erkenntnissen der Erfinder den primären Trigger zur Induktion von Tinnitus dar, der über den pathologischen Transport des BDNF-Proteins im Hörnerven zur ersten Synapse im Stammhirn die Brücke zur pathophysiologischen Veränderung der Nerv-Aktivität im zentralen auditorischen System schlägt. BDNF wirkt in Abhängigkeit von der Zeit und Dauer und Menge des freigesetzten Peptids auf die ersten Postsynapsen der ersten zentralen auditorischen Schaltstation im Stammhirn, die Synapsen im ventralen und dorsalen Nucleus Cochlearis. Hier kann die Tinnitusbegleitende Erhöhung von BDNF in den Spiralganglien direkt an der Erhöhung der Aktivität im dorsalen und ventralen Nucleus Cochlearis und im inferioren Colliculus beteiligt sein, die offenbar über eine nachweisbare Erhöhung inhibitorischer Transmitter, wie GABA, die nachfolgende Reduktion von Arg3.1/Arc im auditorischen Cortex bedingt. Damit einher geht eine Reduktion von Feldpotentialen im auditorischen Cortex, ein Hinweis auf einen reduzierten thalamo-cortikalen Input; vgl. 8A.According to the inventors, the increase in BDNF expression represents the primary trigger for the induction of tinnitus, which bridges the pathophysiological change in nerve activity in the central auditory system via the pathological transport of the BDNF protein in the auditory nerve to the first synapse in the brain stem , Depending on the time and duration and amount of released peptide, BDNF acts on the first postsynapses of the first central auditory switching station in the brain stem, the synapses in the ventral and dorsal nucleus of the cochlear nerve. Here, the tinnitus-associated increase in BDNF in the spiral ganglia may be directly involved in the increase of activity in the dorsal and ventral nucleus cochlear and in the inferior colliculus, apparently via a detectable increase in inhibitory transmitters, such as GABA, the subsequent reduction of Arg3.1 / Arc conditioned in the auditory cortex. This is accompanied by a reduction of field potentials in the auditory cortex, an indication of a reduced thalamo-cortical input; see. 8A ,

Eine Reduktion von Arg3.1/Arc im auditorischen Cortex könnte unmittelbar die bereits in verschiedenen Studien mit Tinnitus im Mensch und Tier nachgewiesene Hyperpolarisierung – oder Exzitocytose cortikaler Neurone erklären. Exzitocytose cortikaler Neurone ist seit langer Zeit als die Ursache für cortikalen Reorganisatiosprozesse postuliert werden, die letztlich zu Phantomwahrnehmungen führen. In verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass eine Hochregulation von Arg3.1/Arc-Proteinen in neuronalen Postsynapsen zu einem reduzierten exzitatorischen postsynaptischen Potential (EPSP), eine Herunterregulation umgekehrt zur einem erhöhten EPSP führt. D. h. das Gesamtmodel einer Erhöhung von BDNF im Hörnerven nach der Tinnitusinduktion kann direkt Phänomene erklären, die seit langer Zeit bekanntermaßen in Mensch und Tier korreliert mit Tinnitus auftreten.A Reduction of Arg3.1 / Arc in the auditory cortex could Immediately those already in different studies with Tinnitus in the Human and animal proven hyperpolarization - or Explain excitocytosis of cortical neurons. Exzitocytose Cortical neurons have long been considered the cause of cortical Reorganization processes are postulated, which ultimately leads to phantom perceptions to lead. Various studies have shown that upregulation of Arg3.1 / Arc proteins in neuronal postsynapses at a reduced rate excitatory postsynaptic potential (EPSP), a downregulation conversely leads to an increased EPSP. Ie. the overall model of an increase in BDNF in the auditory nerve after tinnitus induction can explain phenomena directly known for a long time in humans and animals correlated with tinnitus.

Danach sollte jegliche Korrektur einer pathologischen Erhöhung von BDNF in Spiralganglien therapeutisch wirksam sein. GABA-Rezeptor-Agonisten würden in diesem Modell wirksam sein wie Glycin-Rezeptor Agonisten.After that should be any correction of a pathological increase of BDNF in spiral ganglia to be therapeutically effective. GABA receptor agonists would be effective in this model as glycine receptor agonists.

Glycinrezeptor-Agonisten korrigieren tatsächlich wie GABA-Rezeptor-Agonisten eine pathologischen Erhöhung des BDNF Spiegel. Wie in 8B skizziert, korrigieren Glycinrezeptor-Agonisten genau wie GABA-Agonisten die Reduktion der cortikalen Expression von Arg3.1/Arc und wirken damit einer pathophysiologischen Reorganisation cortikaler Projektionen und Tinnitus entgegen; vgl. 8B.Indeed, glycine receptor agonists, like GABA receptor agonists, correct for a pathological increase in BDNF levels. As in 8B sketched, correct glycine receptor agonists just like GABA agonists the reduction of cortical expression of Arg3.1 / Arc and thus counteract a pathophysiological reorganization cortical projections and tinnitus; see. 8B ,

Zusammenfassend: Einer Tinnitus begleitenden akuten Erhöhung der BDNF-Spiegel in der Cochlea kann über Agonisten eines inhibitorisch wirkenden Inputs, wie GABA-Rezeptor-Agonisten und Glycinrezeptor-Agonisten, auf den Hörnerven direkt und lokal appliziert, begegnet werden. Eine kurative Vermeidung einer Erhöhung von BDNF in dem Hörnerven führt nach Erkenntnissen der Erfinder zu einer Vermeidung einer pathophysiologischen Reorganisation cortikaler Projektionen, die sich im Tiermodell durch eine Reduktion der Arg3.1/Arc-Expression in cortikalen Neuronen mit erhöhtem EPSP wiederspiegelt.In summary: Tinnitus accompanying acute increase in BDNF levels in the cochlea can be inhibitory about agonists acting inputs, such as GABA receptor agonists and glycine receptor agonists, on the auditory nerves directly and locally applied, encountered become. A curative avoidance of increasing BDNF in the Hörnerven leads to findings of the Inventor to avoid a pathophysiological reorganization cortical projections, which in the animal model by a reduction Arg3.1 / Arc expression in elevated cortical neurons EPSP reflects.

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Claims (8)

Verwendung eines Glycinrezeptor-Agonisten zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder des Phantomschmerzes bei einem menschlichen oder tierischen Lebewesen.Use of a glycine receptor agonist for Preparation of a medicament for the treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain in a human or animal life. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Glycinrezeptor-Agonist eine Substanz vorgesehen wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: D-Alanin, L-Alanin, L-Serin, Taurin, Cannabinoid, Tropin, Nortropin und Derivate hiervon.Use according to claim 1, characterized that as glycine receptor agonist, a substance is provided, the is selected from the group consisting of: D-alanine, L-alanine, L-serine, taurine, cannabinoid, tropine, nortropine and derivatives hereof. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Cannabinoid ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Anandamid, Arachidonylglycerol, Tetrahydrocannabinol, WIN 55,212-2.Use according to claim 2, characterized that the cannabinoid is selected from the group from: anandamide, arachidonylglycerol, tetrahydrocannabinol, WIN 55,212-2. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz zur lokalen Applikation am oder im Ohr bzw. an der Stelle der Amputation ausgebildet ist.Use according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substance for local application is formed on or in the ear or at the site of the amputation. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Applikation im Ohr über die Rundfenstermembran erfolgt.Use according to claim 4, characterized that the local application in the ear over the round window membrane he follows. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arzneimittel eine weitere gegen Phantomphänomene wirksame Substanz aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: GABA-Rezeptor-Agonisten, insbesondere Benzodiazepine und mit diesen verwandte Substanzen, Baclofen, Gamma-Vinyl-GABA, Gamma-Acetylen-GABA, Progabid, Muscimol, Iboten, Natriumvalproat und Tetrahydroisoxazolopyridin (THIP), MAP-Kinase-Inhibitoren, insbesondere U 0126 oder PD 98058, Cam-Kinase-Inhibitoren, L-Typ-Ca++-Kanal-Antagonisten, insbesondere Nicardipin oder Nifedipin oder Isradipin, CREP-Antagonisten, Glutamat-Antagonisten, trkB-Antagonisten.Use according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the medicament has another substance active against phantom phenomena selected from the group consisting of: GABA receptor agonists, in particular benzodiazepines and substances related to these, baclofen, gamma Vinyl-GABA, gamma-acetylene-GABA, progabide, muscimol, iboten, sodium valproate and tetrahydroisoxazolopyridine (THIP), MAP kinase inhibitors, in particular U 0126 or PD 98058, cam kinase inhibitors, L-type Ca ++ Channel antagonists, especially nicardipine or nifedipine or isradipine, CREP antagonists, glutamate antagonists, trkB antagonists. Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder des Phantomschmerzes bei einem menschlichen oder tierischen Lebewesen, das folgende Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Glycinrezeptor-Agonisten, und (b) Formulierung des Glycinrezeptor-Agonisten in einen pharmazeutisch akzeptablen Träger.Process for the preparation of a medicament for Treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain in a human or animal being, which has the following steps: (a) providing a glycine receptor agonist, and (b) formulation of the glycine receptor agonist into a pharmaceutically acceptable carrier. Verfahren zur Behandlung der Phantomphänomene des akuten Tinnitus und/oder Phantomschmerzes bei einem menschlichen Lebewesen, das folgende Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Arzneimittels, (b) Applizieren, ggf. lokal am oder im Ohr bzw. an der Stelle der Amputation, des Arzneimittels dem Lebewesen, und ggf. (c) Wiederholen der Schritte (a) und (b), dadurch gekennzeichnet, dass als Arzneimittel das Arzneimittel der Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist.Process for the treatment of phantom phenomena of acute tinnitus and / or phantom pain in a human Living being, which has the following steps: (a) Provide a drug, (b) Apply, possibly locally on or in Ear or at the site of the amputation, the drug the living being, and possibly (c) repeating steps (a) and (b), thereby characterized in that the drug is the drug of use is provided according to one of claims 1 to 6.
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